Kosmische Teilchen als Boten von Schwarzen Löchern
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Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik untersuchen den Ursprung von hochenergetischen kosmischen Teilchen in Galaktischen Jets
Die Milchstrasse ist durchsetzt von hochenergetischen Teilchen, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit durch unsere Galaxie bewegen. Diese kosmischen Teilchen stammen, so die gängige Lehrmeinung, fast ausschliesslich aus den Überresten von Supernova Explosionen.Wissenschaflter am Max-Planck-Institut für Astrophysik haben nun erstmals die Möglichkeit untersucht, dass ein messbarer Prozentsatz dieser Teilchen in den Jets von kompakten Objekten, also Schwarzen Löchern und Neutronensternen, erzeugt wird. Diese Jets sind Ströme von Materie, die ihrerseits selbst mit annähernd Lichtgeschwindigkeit aus der unmittelbaren Umgebung der kompakten Objekte fliessen. Diese hohen Geschwindigkeiten ergeben sich unmittelbar aus Messungen von scheinbaren Bewegungen der Jets mit Überlichtgeschwindigkeit.
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| Abbildung 1: Skizze des Modells für die Produktion von Kosmischen Teilchen in Galaktischen Jets: The Jets (blau) werden in den inneren Bereichen einer Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch produziert, die von einem Doppelstern-Partner (orange) gefüttert wird. Die hochenergetischen Teilchen (grün) werden durch die Interaktion des Jets mit dem interstellaren Gas (pink) freigesetzt. |
Dort, wo dieser Materiestrahl auf das interstellare Gas trifft, werden natürlicherweise hochenergetische Teilchen freigesetzt (siehe Skizze). Weil sich das Gas in den Jets, anders als in Supernova-Explosionen, selbst schon mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegt, sollte sich das Energiespektrum dieser Teilchen grundlegend von dem glatten Potenzgesetz-Spektrum der Supernova-Teilchen unterscheiden, die die große Mehrzahl der kosmischen Teilchen ausmachen. Die Umwandlung kinetischer Energie der Jets in Teilchenenergie produziert dabei scharfe Spektralkomponenten, deren mittlere Energie der spezifischen kinetischen Energie des Jets entspricht.
Diese Teilchen könnten auf ihrem Weg durch die Milchstrasse auch von geeigneten Satelliten ausserhalb der Erdatmosphäre vermessen werden, wie z.B. dem zukünftigen AMS II an Bord der Internationalen Raumstation ISS. Solche Messungen würden weitreichende Schlüsse über Jets und ihre Entstehungsorte, die kompakten Objekte, und über deren zurückliegende Aktivität in unserer näheren Umgebung in der Milchstraße zulassen.
Sebastian Heinz
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