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Abb. 1:
Die Karte der harten Röntgenstrahlung (17-60 keV) der Milchstraße,
die durch INTEGRAL Messungen erstellt wurde (Falschfarben) stimmt
sehr gut mit dem Bild der Milchstraße im nahen Infrarot überein
(schwarze Konturlinien). Dies stützt die Hypothese dass der
Großteil der Emission von schwach strahlenden, kompakten stellaren
Quellen stammt.
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Abb. 2:
Helligkeitsverteilung der galaktischen harten Röntgenstrahlung
(GRXE Strahlung) entlang der galaktischen Ebene (rot schraffiert).
Die blaue Linie repräsentiert die Helligkeitsverteilung der
Milchstraße im nahen Infrarot.
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Die Strahlung unserer Milchstraße hat je nach Spektralbereich sehr
unterschiedlichen Ursprung. Im nahen Infrarot, Optischen und
Ultravioletten, zum Beispiel, stammt sie hauptsächlich von
Sternen. Bei harten Gammastrahlen kommt sie dagegen von der
Wechselwirkung hochenergetischer kosmischer Strahlenteilchen mit
der interstellaren Materie in der Milchstraße. Röntgenstrahlung
und weiche Gammastrahlung wird von einigen hundert hellen, kompakten
Quellen (Gas schluckende Neutronensterne und Schwarze Löcher) erzeugt.
Ein zusätzlicher Beitrag von weicher Röntgenstrahlung konnte
bislang allerdings keinen Punktquellen zugeordnet werden, die sich
durch Beobachtungen auflösen und identifizieren ließen.
Dieses Glühen konzentriert sich nahe der galaktischen Ebene
und formt gewissermaßen eine Kante aus Röntgenlicht. Sie
wird daher als "GRXE" (vom englischen "Galactic ridge X-ray emission")
Strahlung bezeichnet.
Erst kürzlich haben Messungen gezeigt, dass gute Gründe
dafür sprechen, dass die GRXE Strahlung (oder zumindest der
größte Teil davon) von einer großen Zahl von Anzahl
sehr schwacher stellarer Röntgenquellen stammt, nämlich von
Weiißen Zwergen, die in Doppelsternsystemen heißes Gas von
einem Begleitstern absaugen ("akkretieren") und Sternen mit aktiver
Korona (siehe Beitrag vom März).
Weiße Zwerge sind kompakte Überreste ausgebrannter Sterne,
die eine Masse vergleichbar der unserer Sonne haben, dabei aber auf
die Größe kleiner als die Erde geschrumpft sind. Eine
solcher Zusammenhang erlaubt genaue Vorhersagen des Spektrums und der
räumlichen Verteilung der GRXE Strahlung. Das Spektrum sollte bei
Energien jenseits von etwa 20 keV exponentiell abfallen, da diese
Energie der gravitativen Bindungsenergie von Protonen auf einem
Weißen Zwerg entspricht. Die räumliche Verteilung der GRXE
Strahlung sollte der Dichte von Sternen in der Milchstraße
folgen.
Diese Vorhersagen konnten nun von einem Team von Astronomen am
MPI für Astrophysik anhand von neuen Daten bestätigt werden. Diese
Daten wurden mit dem fortschrittlichsten Messgerät für harte
Röntgenstrahlung gewonnen, das sich im Augenblick im Erdorbit
befindet, dem IBIS Teleskop des INTEGRAL Satelliten. Sie wurden
über einen Zeitraum von vier Jahren mit diesem Messgerät aufgezeichnet
und erlauben es, eine Karte des harten Röntgenglühens der Milchstraße
zu erstellen und das zugehörige Spektrum zu messen. Die Karte stimmt
nicht gut mit der Gammastrahlung der Milchstraße überein, was
stark dafür spricht, dass die Röntgenstrahlung nicht von der
Wechselwirkung kosmischer Teilchenstrahlung mit dem interstellaren
Gas stammt. Stattdessen folgt die Intensität der harten Röntgenstrahlung
sehr schön der Sternmassenverteilung. Dies ist ein sehr überzeugender
Hinweis darauf, dass der Großteil der GRXE Strahlung tatsächlich
von schwachen, kompakten Quellen kommt. Insbesondere sollte im
Energiebereich der Messung zwischen 17 und 100 keV die meiste Strahlung
von akkretierenden Weißen Zwergen in Doppelsternen abgegeben
werden. Das aufgezeichnete GRXE Spektrum zeigt genau den dabei erwarteten
starken Abfall bei hohen Energien.
Bei noch höheren Energien (200-500 keV) beginnt die diffuse Emission
von zerstrahlenden Positronen über die galaktische Strahlung zu
dominieren (siehe Beitrag vom Mai 2005)
und bei noch höheren Energien (> MeV) taucht zweifelsfrei die Strahlung
auf, die von kosmischen Teilchen verursacht wird.
R.Krivonos, M.Revnivtsev, E. Churazov, S. Sazonov, S. Grebenev and R. Sunyaev
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