Klassische Nova führt auch zu Ausbruch von Gammastrahlung

3. August 2014, 17:25
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Astronom: "Der exklusive Klub der extremen Hochenergiequellen im All hat recht unkapriziöse neue Mitglieder erhalten"

Innsbruck - Sogenannte klassische Novae sind alles andere als eine Seltenheit: Geschätzte 30 bis 50 Mal pro Jahr kommt es alleine innerhalb der Milchstraße dazu, dass in einem Doppelsternsystem mit einem Weißer Zwerg Materie von dessen Begleiter auf ihn überfließt, was zu einem weithin sichtbaren plötzlichen Helligsausbruch führt. Da das Sternsystem dabei stabil bleibt, kann sich der Vorgang in Abständen von einigen hunderttausend Jahren auch durchaus wiederholen.

Umso überraschender, wenn bei einem relativ alltäglichen Vorgang wie diesem nun ein bislang nicht registriertes Phänomen festgestellt werden konnte: Einem internationalen Forscherteam unter Beteiligung des Instituts für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck ist der Nachweis gelungen, dass solche Novae immer auch hochenergetische Gammastrahlen emittieren. Das Forschungsergebnis wurde in der Fachzeitschrift "Science" veröffentlicht.

Der erste Fall

Die parallele Auftreten von Nova und Gammastrahlenausbruch konnte bei der Nova V407 Cygni im Sternbild des Schwans vor vier Jahren erstmals beobachtet und mittlerweile zweifelsfrei als zusammenhängendes Ereignis bewiesen werden können. "Bis dahin hatte niemand die Möglichkeit in Erwägung gezogen, dass auch Novae Teilchen in den Gigaelektronenvolt-Bereich beschleunigen könnten und damit im Lichte der Gammastrahlung sichtbar sein würden", sagt Olaf Reimer von der Uni Innsbruck, Mitglied im Fermi Large Area Telescope Team.

Zu bedenken war zunächst noch, dass es sich bei V407 Cyg vermutlich um den eher seltenen Fall einer regelmäßig wiederkehrenden Nova mit einem Roten Riesen als Materiespender handelte, so der Forscher. Die Partnersterne umkreisen sich hier viel enger als bei klassischen Novae, und der Materiefluss zum Zwergstern ist entsprechend höher. Damit können sich Explosionen auf der Sternoberfläche sogar schon nach Jahrzehnten wiederholen.

Mehrfache Bestätigung

Mittlerweile allerdings konnten durch Beobachtungen mit dem Fermi Gammastrahlen-Teleskop in den Jahren 2012 und 2013 drei weitere Novae festgestellt werden: V1324 Scorpii (im Sternbild des Skorpions), V959 Monocerotis (im Sternbild des Einhorns) und V339 Delphini (im Sternbild des Delfins). Alle drei sind laut den Astronomen der häufig auftretende Fall klassischer Novae.

Und bei allen dreien konnten große Gemeinsamkeiten festgestellt werden: Die beobachteten Gammastrahlenspektren seien sehr ähnlich und schneiden bei vergleichbaren Energien steil ab. Die Gammastrahlenemission wird typischerweise über zwei bis drei Wochen in täglichen Beobachtungen detektiert, die Helligkeit im Gammastrahlenbereich vergrößert sich dabei wenige Tage nach der Erstdetektion, erfolgt also später als in den Wellenlängen des sichtbaren Lichtes

"Wir können nun die Hypothese wagen, dass alle klassischen Novae mit hochenergetischer Gammastrahlenemission einhergehen", resümiert Reimer die Beobachtungsdaten. Welche physikalischen Prozesse die Gigaelektronenvolt-Gammastrahlung in Novae produzieren, lasse sich jedoch noch nicht eindeutig identifizieren. Mit den jüngsten Beobachtungen des Fermi Gammastrahlen-Teleskops habe allerdings der "exklusive Klub der extremen Hochenergiequellen im All recht unkapriziöse neue Mitglieder erhalten". (red/APA, derStandard.at, 3. 8. 2014)

  • Materietransfer zwischen den beiden Sternen eines binären Systems führt zu einer Nova.
    illustration: nasa's goddard space flight center/s. wiessinger

    Materietransfer zwischen den beiden Sternen eines binären Systems führt zu einer Nova.

  • Die vier bisher beobachteten Gammastrahlen-Novae (blau bedeutet niedrige Stärke an Gammastrahlung, gelb hohe).
    illustration: nasa/doe/fermi lat collaboration

    Die vier bisher beobachteten Gammastrahlen-Novae (blau bedeutet niedrige Stärke an Gammastrahlung, gelb hohe).


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