Künstlerische Darstellung eines Magnetars. Magnetare sind die kosmischen Objekte mit den stärksten jemals im Universum gemessenen Magnetfeldern.
ESA
Am 15. November 2023 entdeckte der ESA-Satellit INTEGRAL eine plötzliche Explosion, die von einem seltenen Objekt ausging. Für nur eine Zehntelsekunde erschien ein kurzer Ausbruch von Gammastrahlen (hochenergetischen Photonen) am Himmel.
„Die Satellitendaten wurden vom wissenschaftlichen Datenzentrum INTEGRAL (ISDC) empfangen, das auf dem Ecogia-Standort der Abteilung für Astronomie der Universität Genf (UNIGE) basiert, von wo aus eine Gamma-Burst-Warnung an Astronomen auf der ganzen Welt gesendet wurde. nur 13 Sekunden nach der Entdeckung“, erklärt Carlo Ferrigno, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Astronomie der Fakultät für Naturwissenschaften der UNIGE, Leiter des ISDC und Mitautor der in „Nature“ veröffentlichten Studie.
Das Ereignis fand in der 12 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M82 statt. „Wir haben sofort verstanden, dass es sich um eine Sonderwarnung handelt. Gammastrahlenausbrüche können aus sehr weit entfernten Regionen und von jedem Ort am Himmel kommen, aber dieser Ausbruch kam von einer nahegelegenen, hellen Galaxie“, erklärt Sandro Mereghetti vom Nationalen Institut für Astrophysik (INAF-IASF) in Mailand , Hauptautor der Veröffentlichung und IBAS-Mitarbeiter.
Eine seltsame Abwesenheit von Signalen
Das Team forderte sofort das ESA-Weltraumteleskop XMM-Newton auf, so schnell wie möglich eine Nachbeobachtung des Ortes des Ausbruchs durchzuführen. Wäre es ein kurzlebiger Gammastrahlenausbruch gewesen, der durch die Kollision zweier Neutronensterne verursacht wurde, hätte die Kollision Gravitationswellen und ein Nachleuchten in Röntgenstrahlen und sichtbarem Licht erzeugt.
Allerdings zeigten die XMM-Newton-Beobachtungen nur das heiße Gas und die Sterne der Galaxie. Mit bodengestützten optischen Teleskopen suchte das Team nur wenige Stunden nach der Explosion auch nach einem sichtbaren Lichtsignal, konnte aber erneut nichts entdecken.
In Ermangelung eines Röntgen- und sichtbaren Lichtsignals und in Ermangelung von Gravitationswellen, die von Detektoren auf der Erde gemessen wurden, ist die sicherste Erklärung, dass das Signal von einem Magnetar stammte. Dabei handelt es sich um megamagnetische Sterne, die kürzlich gestorben sind.
„Wenn Sterne sterben, die mehr als das Achtfache unserer Sonne haben, explodieren sie als Supernova und hinterlassen ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern.“ Neutronensterne sind sehr kompakte Sternreste, deren Masse die der Sonne übersteigt und die in einer Kugel von der Größe des Kantons Genf konzentriert sind. Sie rotieren schnell und haben starke Magnetfelder“, erklärt Volodymyr Savchenko, wissenschaftlicher Assistent am Institut für Astronomie der Fakultät für Naturwissenschaften der UNIGE und Mitautor der Veröffentlichung.
Eruptionen, die sich auf die Erdatmosphäre auswirken
Einige junge Neutronensterne haben sehr starke Magnetfelder, die mehr als 10.000 Mal größer sind als die Felder typischer Neutronensterne. Diese Sterne werden „Magnetare“ genannt. Sie geben Energie in Form von manchmal gigantischen Eruptionen ab. Allerdings konnte in den letzten 50 Jahren der Gammastrahlenbeobachtung nur bei drei Rieseneruptionen festgestellt werden, dass sie von Magnetaren in unserer Galaxie stammen.
Diese Eruptionen sind sehr stark: Einer von ihnen, der im Dezember 2004 entdeckt wurde, ereignete sich 30.000 Lichtjahre von unserer Erde entfernt, war aber stark genug, um die oberen Schichten der Erdatmosphäre zu beeinträchtigen, wie es beispielsweise bei Sonneneruptionen der Fall ist, die aus weit entfernten Regionen kommen näher bei uns. Der von INTEGRAL entdeckte Flare ist die erste sichere Bestätigung eines Magnetar-Flares außerhalb der Milchstraße. M82 ist eine helle Galaxie, die reich an Sternentstehungszentren ist. In diesen Regionen werden massereiche Sterne geboren, Leben ein kurzes turbulentes Leben und hinterlassen einen Neutronenstern.
„Die Entdeckung eines Magnetars in dieser Region bestätigt, dass es sich bei Magnetaren wahrscheinlich um junge Neutronensterne handelt“, fügt Volodymyr Savchenko hinzu. Die Suche nach anderen Magnetaren in anderen extragalaktischen Sternentstehungsregionen wird fortgesetzt, um diese außergewöhnlichen astronomischen Objekte besser zu verstehen. Wenn Astronomen noch viel mehr finden, können sie beginnen zu verstehen, wie oft diese Flares auftreten und wie Neutronensterne dabei Energie verlieren.
(Komm/PM)
