INTEGRAL beobachtet Gammastrahlungsausbrüche eines Neutronensterns

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Am Donnerstag, den 22. Januar 2009 hat das Anti-Coincidence System (ACS), ein Ring aus massiven Gamma-Strahlungs Detektoren an Bord von ESAs INTEGRAL Satellit, ungefähr 200 intensive 'Blitze' von Gammalicht beobachtet. Diese Ausbrüche waren sehr kurz und dauerten zwischen 0.1 und 8 Sekunden. Gleichzeitig waren es die hellsten, die das ACS in den mehr als sechs Jahren seit dem Start von INTEGRAL beobachtet hat, sogar heller als die üblichen Gamma-Ray Bursts. Normalerweise beobachtet INTEGRAL an einem Tag keinen bis ein paar schwache Gamma-Blitze mit Hilfe des ACS. Da auch NASAs Swift Satellit und der Fermi Satellit die hellen Ausbrüche am Donnerstag sehen konnten (GCN 8833, GCN 8835), können diese nun auch einem Objekt am Himmel zugeordnet werden: Es handelt sich bei der Quelle um 1E 1547.0-5408, einen sogenannten "Anomalous X-ray Pulsar" (AXP) im Norma Spiralarm der Milchstrasse. Diese Neutronensterne, die nur einen Durchmesser von etwa 25 Kilometern haben aber gleichzeitig mehr Masse als die Sonne, zeichnen sich durch extrem starke Magnetfelder aus. Das Magnetfeld eines AXP ist 10¹⁵ (eine 1 mit 15 Nullen) mal stärker als das Feld der Erde. Strahlenausbrüche, wie sie nun durch INTEGRAL beobachtet wurden, sind wahrscheinlich auf diese Magnetfelder zurückzuführen. Eventuell wird hier Energie freigesetzt, wenn die äußere Kruste des Neutronensterns aufbricht und es einen "Kurzschluss" der Magnetfeldlinien gibt.

Eine kurze Beobachtung durch den Swift Satelliten zeigt ringförmige Strukturen um den Stern im Röntgenlicht (siehe das Bild auf der linken Seite). Diese Ringe entstehen durch Staub, der sich zwischen dem Stern und uns befindet, und der das Röntgenlicht streut, wie A. Tiengo festgestellt hat. Einen ähnlichen Effekt kennen wir auf der Erde, z.B. als Halo um den Mond oder um die Sonne.

Das ISDC hat bei der ESA angefragt, ob der INTEGRAL Satellit auf diese Quelle ausgerichtet werden kann, und INTEGRAL begann mit der Beobachtung am Sonnabend, den 24. Januar. Wir erhoffen uns hiervon herauszufinden, welche physikalischen Prozesse für die starken Strahlungsausbrüche verantwortlich sind. Eine schnelle Auswertung der Daten ergab, dass der Neutronenstern tatsächlich noch aktiv ist, und mehrere helle Ausbrüche konnten mit dem IBIS/ISGRI Instrument gemessen werden (siehe den kurzen Bericht in Baldovin et al. 2009, Astronomer's Telegram 1908). Zusätzlich konnte auch das Spektrum des Neutronensterns genau bestimmt werden. Dieses reicht zumindest bis zu 150 keV und zeigt Eigenschaften, die auf nicht-thermische Strahlung hinweisen. Die INTEGRAL Daten sind frei verfügbar.

Unterdessen haben wir die Astronomen weltweit über die Ausbrüche informiert: jeweils eine Nachricht von Volodymyr Savchenko (ISDC, GCN 8837) und von Sandro Mereghetti (IASF/Milano, GCN 8841) wurden bereits am Freitag verbreitet.

Das Bild oben auf dieser Seite ist eine künstlerische Darstellung eines Neutronensterns (Quelle: John Rowe Animations). Die Lichtkurve unten auf dieser Seite zeigt 15 der 200 Ausbrüche, die INTEGRAL am Freitag beobachten konnte. Alle hellen ACS Detektionen findet man hier.

Für weitere Fragen und Kommentare erreichen Sie mich am APC.