Ein neuartiges Forschungsinstrument liefert erste Beobachtungsergebnisse mit den höchsten Energien, die in der Astronomie gemessen werden können: Im Zentrum der Milchstraße hat ein internationales Forscherteam nun eine Quelle für höchstenergetische Gamma-Strahlung im Bereich von Teraelektronenvolt entdeckt, wohl ein Überrest einer vor 10.000 Jahren explodierten Supernova. 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” (HESS) in Namibia ist inzwischen mit allen vier Teleskopen fertiggestellt worden.
HESS untersucht die kosmische Gammastrahlung im Energiebereich bis zu vielen Billionen 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 HESS-Teleskopen erste Beobachtungen. Bevorzugtes Objekt ist das Zentrum der Milchstraße. Darin vermuten die Wissenschaftler nicht nur ein supermassives Schwarzes Loch, sondern auch zahlreiche Supernova-Explosionswolken, aber auch ? so die jüngsten Spekulationen ? Ansammlungen exotischer Dunkler Materie. All diese Objekte sind Quellen für höchstenergetische Gammastrahlung.
Die ersten Messungen mit zwei HESS-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 HESS gemessene Spektrum eine ? so 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 HESS-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 vom Zentrum der Milchstraße entfernt, was nur wenigen Lichtjahren entspricht. “Noch weitaus präzisere Werte für Position und Energiefluss dieser Quelle werden wir bekommen, wenn wir demnächst mit allen vier Teleskopen von HESS den Mittelpunkt unserer Galaxis ins Visier nehmen”, verspricht Hofmann.
mpg
