Zusammengesetztes Bild von Geminga. Bildnachweis: XMM-Newton Zum Vergrößern anklicken
Ein Team unter der Leitung von Dr. Patrizia Caraveo vom italienischen Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Mailand entdeckte diesen Kometenpfad mit Daten aus dem Chandra X-ray Observatory Archive der NASA. Die Entdeckung folgt der Entdeckung des Teams im Jahr 2003 unter Verwendung von XMM-Newton of Gemingas Doppel-Röntgenschwänzen der ESA, die sich über Milliarden von Chilometern erstrecken.
Zusammen bieten diese Beobachtungen einen einzigartigen Einblick in den Inhalt und die Dichte des interstellaren „Ozeans“, durch den Geminga pflügt, sowie in die Physik von Geminga selbst. Geminga ist nicht nur nah, nur etwa 500 Lichtjahre von der Erde entfernt, es schneidet auch über unsere Sichtlinie und bietet einen spektakulären Blick auf einen Pulsar in Bewegung.
"Geminga ist der einzige isolierte Pulsar, von dem wir wissen, dass er sowohl eine kleine kometenartige Spur als auch eine größere Schwanzstruktur aufweist", sagte Dr. Andrea De Luca vom Istituto di Astrofisica Spaziale und Fisica Cosmica des INAF, Hauptautorin eines Artikels über diese Entdeckung in Astronomie und Astrophysik. "Dieser Abwurf von Gemingas Reise durch den interstellaren Raum liefert beispiellose Informationen über die Physik von Pulsaren."
Ein Pulsar ist eine Art sich schnell drehender Neutronenstern, der bei jeder Umdrehung stetige Strahlungsimpulse aussendet, die entlang starker Magnetfeldlinien geleitet werden, ähnlich wie ein Leuchtturmstrahl, der über den Raum fegt. Ein Neutronenstern ist der Kern eines explodierten Sterns, der mindestens achtmal so massereich ist wie die Sonne.
Diese dichten Sterne mit einem Durchmesser von nur etwa 20 Kilometern enthalten immer noch ungefähr die Masse der Sonne. Neutronensterne enthalten das dichteste bekannte Material. Wie viele Neutronensterne bekam Geminga einen „Kick“ von der Explosion, die sie verursachte, und fliegt seitdem wie eine Kanonenkugel durch den Weltraum.
De Luca sagte, dass Gemingas komplexe Phänomenologie von Schwänzen und einer Spur von hochenergetischen Elektronen stammen muss, die aus der Pulsarmagnetosphäre entweichen und Pfaden folgen, die eindeutig von der Bewegung des Pulsars im interstellaren Medium angetrieben werden.
Die meisten Pulsare senden Radiowellen aus. Geminga ist jedoch „radioaktiv“ und wurde vor 30 Jahren als einzigartige „Nur-Gammastrahlen“ -Quelle entdeckt (erst später wurde Geminga in den Röntgen- und optischen Lichtwellenbändern gesehen). Geminga erzeugt Gammastrahlen, indem es Elektronen und Positronen, eine Art Antimaterie, auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt, da es sich viermal pro Sekunde wie ein Dynamo dreht.
"Astronomen haben gewusst, dass nur ein Bruchteil dieser beschleunigten Teilchen Gammastrahlen erzeugt, und sie haben sich gefragt, was mit den übrigen passiert", sagte Caraveo, Mitautor des Artikels Astronomy & Astrophysics. „Dank der kombinierten Fähigkeiten von Chandra und XMM-Newton wissen wir jetzt, dass solche Partikel entweichen können. Sobald sie die Schockfront erreichen, die durch die Überschallbewegung des Sterns erzeugt wird, verlieren die Teilchen ihre Energie, indem sie Röntgenstrahlen ausstrahlen. “
In der Zwischenzeit sollte sich eine gleiche Anzahl von Partikeln (mit einer anderen elektrischen Ladung) in die entgegengesetzte Richtung bewegen und auf den Stern zurück zielen. Wenn sie auf die Kruste des Sterns treffen, erzeugen sie winzige Hotspots, die durch ihre unterschiedliche Röntgenemission erkannt wurden.
Die nächste Generation von hochenergetischen Gammastrahleninstrumenten - nämlich die geplante AGILE-Mission der italienischen Weltraumbehörde und die GLAST-Mission der NASA - wird den Zusammenhang zwischen dem Röntgen- und Gammastrahlenverhalten von Pulsaren untersuchen, um Hinweise auf die Natur unbekannten Gammas zu erhalten -ray Quellen, so Prof. Giovanni Bignami, Mitautor und Direktor des Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) in Toulouse, Frankreich. Von den 271 Gammastrahlenobjekten mit höherer Energie, die von einem NASA-Teleskop namens EGRET erfasst wurden, blieben 170 in anderen Wellenbereichen unbekannt. Diese nicht identifizierten Objekte könnten „Gammastrahlenpulsare“ wie Geminga sein, deren optisches Licht und Röntgenlicht möglicherweise nur aufgrund seiner Nähe zur Erde sichtbar sind.
Es sind nur etwa ein Dutzend andere radioaktive isolierte Neutronensterne bekannt, und Geminga ist die einzige mit Schwänzen und Spuren und reichlicher Gammastrahlenemission. Bignami nannte Geminga 1973 "Gemini-Gammastrahlenquelle". In seinem lokalen Mailänder Dialekt ist der Name ein Wortspiel auf "Ghe Minga", was "es ist nicht da" bedeutet. In der Tat war Geminga in anderen Wellenlängen bis 1993, zwanzig Jahre nach seiner Entdeckung, nicht identifiziert.
Zum Entdeckungsteam gehört auch Dr. Fabio Mattana und Alberto Pellizzoni vom INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale und Fisica Cosmica.
Originalquelle: INAF-Pressemitteilung
