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Abb. 1:
Bild des galaktischen Zentrums, wie es mit Chandra beobachtet
wurde. Die Kreise zeigen die Positionen von beobachteten
Punktquellen.
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Abb. 2:
Helligkeitsfunktion der schwachen Röntgenquellen, wie sie
in der Umgebung unserer Sonne beobachtet wurde (roter Bereich), und
des galaktischen Zentrums (grauer Bereich). Beide stimmen recht gut
miteinander überein. Die Quellen des grauen Bereiches tragen etwa
40-50% zum gesamten Röntgenfluss aus dem galaktischen
Zentralgebiet bei, während sich der Rest vermutlich durch weitere
schwache Quellen entsprechend denen in der Nachbarschaft unserer Sonne
erklären lässt.
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Seit Ende der 70er Jahre ist bekannt, dass neben der Strahlung von
hellen Röntgenquellen (hauptsächlich Neutronensterne und
schwarze Löcher) auch eine über die gesamte Milchstrasse
ausgedehnte, jedoch unaufgelöste Röntgenemission
existiert. Der Ursprung dieses galaktischen Röntgenhintergrunds
(engl. "Galactic ridge X-ray emission") war jedoch für lange Zeit
unklar. Beobachtungen zeigten, dass diese Emission in der
galaktischen Ebene konzentriert ist. Das gemessene
Röntgenspektrum sprach jedoch dafür, dass emittierendes
Plasma viel zu heiß sein müßte (kT>5-10 keV), um
durch das Gravitationspotential der Milchstrasse festgehalten zu
werden. Daher würde dieses Plasma kontinuierlich entweichen und
dabei enorme Energiemengen mit sich davontragen, wobei die Quelle
dieser Energie jedoch völlig unklar wäre.
Eine alternative Erklärung für den galaktischen
Röntgenhintergrund wurde kurz nach der Entdeckung vorgeschlagen
und basiert auf der Idee, dass sich dieser aus der überlagerten
Strahlung vieler Röntgenpunktquellen zusammensetzt, wobei diese
Quellen jedoch einzeln zu schwach sind, um mit den damals
verfügbaren Instrumenten aufgelöst zu werden. Damit
gäbe es das oben erwähnte Problem nicht. Eine
Bestätigung dieser Hypothese erwies sich jedoch als schwierig,
da die Summenhelligkeit verschiedener Arten von Röntgenquellen
extrem unsicher war.
Wissenschaftler des MPI für Astrophysik konnten
diesbezüglich erst jüngst einige Fortschritte vermelden (vgl.
Aktuelle Forschung März 2006
Aktuelle Forschung April 2006
Aktuelle Forschung August 2006
). Die endgültige Antwort auf die Frage, ob sich der galaktische
Röntgenhintergrund durch die Strahlung vieler einzelner
Punktquellen erklären lässt oder doch auf der Emission
diffusen interstellaren Plasmas beruht, erfordert aber die direkte
Beobachtung der Quellen. Das hierfür beste Instrument ist
momentan das Röntgenobservatorium Chandra, welches mit seiner
hohen Winkelauflösung (~Bogensekunden) und großen
Empfindlichkeit erlaubt, die Quellen sichtbar zu unterscheiden und
somit das Problem der sog. "Quellenverschmelzung" (engl. "source
confusion") zu vermeiden.
Mikhail Revnivtsev und Sergey Sazonov von MPI für Astrophysik
und Alexey Vikhlinin vom Center for Astrophysics in Harvard (USA)
konnten nun mit Chandrabeobachtungen des galaktischen Zentrums von
insgesamt rund einer Million Sekunden Dauer den Nachweis erbringen,
dass Punktquellen mit Röntgenhelligkeiten von mehr als 1031
erg/s mindestens 40% zum gesamten Röntgenhintergrund dieser
Region beitragen. Ausserdem zeigte ein Vergleich zwischen der
rekonstruierten Helligkeitsfunktion (engl. "luminosity function")
dieser Punktquellen und der schon vorher gemessenem
Helligkeitsfunktion von Röntgenquellen in der Nachbarschaft der
Sonne eine gute Übereinstimmung. Dieser Befund legt nahe, dass
sich die restlichen 60% des galaktischen Röntgenhintergrunds
vermutlich aus der Strahlung koronal-aktiver Sterne und von
Doppelsternsystemen mit Weißen Zwergen zusammensetzt, die
Helligkeiten unter
1031 erg/s
(der momentanen
Empfindlichkeitsgrenze von Chandra) besitzen.
Mikhail Revnivtsev, Sergey Sazonov
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