Supernova nahe dem Zentrum unserer Milchstraße

Erste Messergebnisse des Gammastrahlen-Observatoriums H.E.S.S. in Namibia / Offizieller Betriebsbeginn mit allen vier Teleskopen im September 2004

15. September 2004

Ein neuartiges Forschungsinstrument liefert erste Beobachtungsergebnisse mit den höchsten Energien, die in der Astronomie gemessen werden können - aus dem Zentrum unserer Milchstraße. Dort hat ein internationales Forscherteam nun eine Quelle für höchstenergetische Gamma-Strahlung im Bereich von Teraelektronenvolt entdeckt, höchstwahrscheinlich Überrest einer vor 10.000 Jahren explodierten Supernova (Astronomy & Astrophysics, 1. Oktober 2004). Das unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in internationaler Zusammenarbeit von etwa 100 Wissenschaftlern aus acht verschiedenen Ländern gemeinsam gebaute und betriebene "High Energy Stereoscopic System" (H.E.S.S) in Namibia ist inzwischen mit allen vier Teleskopen fertiggestellt worden. Sie werden am 28. September 2004 offiziell den Betrieb aufnehmen.

Das Zentrum unserer Milchstraße. Das obere Band zeigt das Zentrum der Galaxis bei Energien im Bereich von Teraelektronenvolt (TeV), beobachtet mit HESS; das untere Band ist ein Bild dieser Region im Radio-, Infrarot- und Röntgenbereich (überlagert in rot, grün, blau).

H.E.S.S. untersucht die kosmische Gammastrahlung im Energiebereich bis zu vielen Billionen (1012) Elektronen-Volt - zum Vergleich: Sichtbares Licht hat zwischen zwei und drei Elektronen-Volt. Schon während des Aufbaus der Anlage starteten die Max-Planck-Astrophysiker im vergangenen Sommer mit zwei H.E.S.S.-Teleskopen erste Beobachtungen. Bevorzugtes Objekt: Das Zentrum unserer Milchstraße. Darin vermuten die Wissenschaftler nicht nur ein supermassives Schwarzes Loch, sondern auch zahlreiche Supernova-Explosionswolken, aber auch - so die jüngsten Spekulationen - Ansammlungen von exotischer Dunkler Materie. All diese Objekte sind Quellen für höchstenergetische Gammastrahlung.

Die ersten Messungen mit zwei H.E.S.S.-Teleskopen haben gezeigt, dass es offenbar keine Obergrenze für das außergewöhnlich "harte" Spektrum der Gammastrahlung aus dem Galaktischen Zentrum gibt. Das aber schließt die angenommene gegenseitige Vernichtung von Teilchen und Anti-Teilchen der Dunklen Materie aus. Nach theoretisch hergeleiteten Modellen sollten solche so genannten Annihilations-Prozesse bei Energien weit unter zehn Billionen Elektronen-Volt geschehen, tatsächlich gemessen wurden jetzt aber weitaus größere Werte. Deshalb bevorzugen die Astrophysiker des Heidelberger Max-Planck-Instituts für das mit H.E.S.S. gemessene Spektrum eine - so Prof. Werner Hofmann - "konventionelle Erklärung, die auch rechnerisch ohne Schwierigkeiten zu den gemessenen Energieflüssen passt: Eine vor etwa 10.000 Jahren explodierte riesige Supernova". Die dabei entstandene Schockwelle sei in der Lage, Teilchen auf die jetzt registrierten höchstenergetischen Werte zu beschleunigen.

Mit nur zwei Teleskopen hat das H.E.S.S.-Gammastrahlungs-Observatorium schon jetzt gezeigt, dass seine Instrumente zu den genauesten Messgeräten in diesem Energiebereich zählen: Die entdeckte Quelle der Gammastrahlung ist weniger als eine Bogenminute - das entspricht nur wenigen Lichtjahren - vom Zentrum unserer Milchstraße entfernt. "Noch weitaus präzisere Werte für Position und Energiefluss dieser Quelle werden wir bekommen, wenn wir demnächst mit allen vier Teleskopen von H.E.S.S. den Mittelpunkt unserer Galaxis ins Visier nehmen", verspricht Prof. Hofmann.

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