Gamma- und Röntgenastronomie

Quellen von Gamma- und Röntgenstrahlung
Übersicht
 Ein paar Fakten
 Kontinuierliche Gamma-Strahlungsquellen
(GRS)
 Gamma-Strahlen-Blitze (Gamma-Ray-Bursts
(GRB))
 Röntgen-Quellen
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Ein paar Fakten
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Ein paar Fakten
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Geschichtliches – Gamma­
Astronomie
kurzer Abriss
 Untersuchungen zunächst nur mittels
Satelliten möglich
 1961
Explorer IX - erster Satellit mit
Gamma-Strahlen-Teleskop im All
 1991
NASA schießt CGRO (ComptonGamma-Ray-Observatory) ins All
 2002
ESA schießt INTEGRAL
(INTErnational Gamma-Ray
Astrophysics Laboratory) ins All
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Gamma­Astronomie
Der Nachthimmel in Gamma­Licht
CGRO/EGRET
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Übersicht
 Ein paar Fakten
 Kontinuierliche Gamma-Strahlungsquellen
(GRS)
 Gamma-Strahlen-Blitze (Gamma-Ray-Bursts
(GRB))
 Röntgen-Quellen
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Kontinuierliche Gamma­Quellen
Beispiele
Intragalaktische Quellen:
 Cygnus X-1, Hercules X-1
 Eigene Sonne (Eruptionen)
 Quellen im Zentrum der Milchstrasse
SNR
RX J1713.73946
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SNR RX J1713.7­3946
HESS
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Binärsysteme – Cygnus X­1
 Blauer Riese und
schwarzes Loch
 Entfernung: 7200
Lichtjahre
 Sternbild: Schwan
 Schwarzes Loch: 12x
Msonne auf etwa 0.001%
dsonne
 Blauer Riese: 40 Msonne
auf 20x dsonne
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Binärsysteme – Hercules X­1
 Sternbild: Herkules
 Blauer Riese und
Pulsar(Neutronenstern)
 Entfernung: etwa 15000 ly
 Energiepulse > 1TeV
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Sonneneruptionen
 Teilchenwinde und
Gamma- und
Röntgenstrahlen
 Hervorgerufen in
Regionen starker
Magnetfelder
 Energien 1/10 der
„ruhigen“ Sonne
Röntgenbild by Yohkoh-Satellit
11 Juni 1991
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AGN – aktive galaktische Kerne
Relativistischer Jet
M87 by Hubble
Schwarzes Loch
von 108 -109 Sonnenmassen
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AGN‘s – Beispiel Markarian 421
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AGN‘s – Jets
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Quasare
 schwarze Löcher als
Zentrum (vermutlich)
 Sehr breite
Abstrahlcharakteristik
 z.T. Extreme Leuchtkraft
1 Billion mal stärker als
die Sonne
 Am weitesten entfernte
Objekte im uns
bekannten Universum
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Pulsare
 Rotierende
Neutronensterne mit
starken Magnetfeldern
 Neutronensterne -> mögl.
Endstadium eines Sternes
 Dichte wie die eines
Atomkernes (1 Trilliarde
Tonnen pro cm3)
 Strahlungsintensität
75000 mal stärker als die
Sonne
Krebsnebel by CHANDRA
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Pulsare – der Krebsnebel





SNR mit Pulsar
Helligkeit: 8,4 mag
Entfernung 6300 Lichtjahre
Sternbild: Stier
1054 von chinesischen Astronomen beob.
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Galaktisches Zentrum (Milchstrasse)
Gamma-Aufnahme
des galaktischen Zentrums
Von MAGIC
Gamma-Spektrum
des Galaktischen Zentrums im
Vergleich mit dem des Krebsnebels
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Kontinuierliche Gamma­Quellen
Beispiele
Extragalaktische Quellen:
 Seyfert-Galaxie NGC 4151
 Elliptische Riesengalaxie Markarian 421
 Quasar 3C279
Entfernung : 7 Mrd. ly
Strahlt im Gamma
40 Mio. mal stärker
als im Optischen
CGRO
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Unidentifizierte Gamma­Quellen
 172 von 271 von EGRET(CGRO) gefundenen
Objekten sind nicht identifizert
All-Sky-Image
der unbekannten Quellen
by CGRO
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Übersicht
 Ein paar Fakten
 Kontinuierliche Gamma-Strahlungsquellen
(GRS)
 Gamma-Strahlen-Blitze (Gamma-Ray-Bursts
(GRB))
 Röntgen-Quellen
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Beobachtung – GRB‘s:
isotroper „Gamma-Ray-Background“ von CGRO
Folgerung: GRB‘s ausserhalb unserer Galaxie
Bezeichnung u.a. als diffuser Gammahintergrund
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Gamma­Ray­Bursts
 Sehr junges
Forschungsgebiet
 1967 erstmals, zufällig
entdeckt durch
amerikanische
Militärsatelliten VELA
 Opt. Nachleuchten
(Afterglow)
 Isotrop verteilt und sehr
weit entfernt
(kosmologische
Rotverschiebung bis zu
z ~ 6)
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Typen von GRB‘s
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Modell für GRB‘s
 Motor: Hypernova oder Kollision
 Schockfront trifft Interstellares Medium (ISM)
 Lorentzfaktoren von 100 – 1000 entspricht
99,99995% der Lichtgeschwindigkeit
 Elektronen des ISM werden beschleunigt und
kühlen über Synchrotronemission
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Gamma­Ray­Sources
theoretische
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Übersicht
 Ein paar Fakten
 Kontinuierliche Gamma-Strahlungsquellen
(GRS)
 Gamma-Strahlen-Blitze (Gamma-Ray-Bursts
(GRB))
 Röntgen-Quellen
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Röntgenastronomie
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Röntgenastronomie
Geschichtliches
 1962 NASA V2-Raketen ->
Scorpius X-1
 1971 Satellit UHURU All-SkyX-Ray-Survey (339 Quellen)
 1973 Ballon HEXE
 1983 EXOSAT
 1990 ROSAT – starkes
Wolterteleskop
 1999 CHANDRA und XMMNewton
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Röntgenastronomie – Quellen
 Normale Sterne (Chromosphäre)
Yohkoh Satellit
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Röntgenastronomie – Quellen
 Aktive Sterne (starke Teilchenwinde)
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Röntgenastronomie – Quellen
 Supernovae (SNR‘s)
SNR Cassiopeia A in X-Rays by CHANDRA
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Röntgenastronomie – Quellen
 Binärsysteme z.B. Scorpius
X-1 oder Cygnus X-1
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Röntgenastronomie – Quellen
Antennen-Galaxie
Sternbild Rabe
 ULX – Ultra
Luminous X-Ray
Sources z.B. in
Interagierenden
Galaxien
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Röntgenastronomie
 .....USW ..USW
 „Science is a neverending Story“
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Literatur / Quellen
 Modern Astrophysics by Caroll / Ostlie
 http://science.hq.nasa.gov
 http://imagine.gsfc.nasa.gov
 http://sci.esa.int
 http://www.abenteuer-universum.de
 http:// www.weltderphysik.de
 http:// www.xray.mpe.mpg.de
 http://www.mpe.mpg.de
 http://www-xray.ast.cam.ac.uk
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