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Toter Stern, von Licht umgeben
MUSE-Daten weisen auf einen isolierten Neutronenstern außerhalb unserer Galaxis hin

Geschrieben am 05.04.2018 in Kategorie: Astronomie

Neue Bilder vom Very Large Telescope der ESO in Chile und anderen Teleskopen machen eine reichhaltige Landschaft aus Sternen und leuchtenden Gaswolken in einer unserer nächsten Nachbargalaxien sichtbar, der Kleinen Magellanschen Wolke. Die Bilder haben es den Astronomen ermöglicht, einen stellaren Leichnam zu identifizieren, der in die Gasfilamente eingebettet ist, die von einer 2000 Jahre alten Supernova-Explosion zurückgelassen wurden. Während das MUSE-Instrument entdeckt hat, wo sich dieses schwer fassbare Objekt versteckt, konnten bereits vorhandene Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums seine Identität als isolierter Neutronenstern bestätigen.

Eindrucksvolle neue Bilder, die aus Aufnahmen von bodengebundenen und weltraumbasierten Teleskopen entstanden sind, erzählen die Geschichte der Jagd nach einem verschwundenen Objekt, das in einem komplexen Gewirr von gasförmigen Filamenten in der Kleinen Magellanschen Wolke, etwa 200.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, versteckt ist.

Neue Daten des MUSE-Instruments am Very Large Telescope der ESO in Chile haben einen bemerkenswerten Ring aus Gas in einem System namens 1E 0102.2-7219 sichtbar gemacht, der sich langsam in den Tiefen zahlreicher anderer sich schnell bewegender Gas- und Staubfilamente ausdehnt, die nach einer Supernova-Explosion zurückbleiben. Diese Entdeckung ermöglichte es einem Team um Frédéric Vogt, einem ESO-Fellow in Chile, den ersten isolierten Neutronensternmit schwachem Magnetfeld jenseits unserer eigenen Milchstraße aufzuspüren.

Das Team stellte fest, dass der Ring auf einer Röntgenquelle zentriert war, die Jahre zuvor entdeckt und mit p1 bezeichnet worden war. Die Natur dieser Quelle war ein Rätsel geblieben. Insbesondere war nicht klar, ob p1 tatsächlich innerhalb oder hinter dem Supernovaüberrest liegt. Erst als der Gasring – der sowohl Neon als auch Sauerstoff enthält - mit MUSE beobachtet wurde, bemerkte das Wissenschaftlerteam, dass p1 genau in seiner Mitte steht. Die Wahrscheinlichkeit, das dies Zufall ist, ist minimal. Die Wissenschaftler erkannten, dass p1 im Supernova-Überrest selbst liegen muss, und nachdem der Standort von p1 bekannt war, nutzte das Team vorhandene Röntgenbeobachtungen dieses Objekts vom Chandra-Röntgenobservatorium, um festzustellen, dass es sich um einen isolierten Neutronenstern mit einem schwachen Magnetfeld handeln muss.

Mit den Worten von Frédéric Vogt: "Wenn man nach einer Punktquelle sucht, ist es natürlich ideal, wenn das Universum buchstäblich einen Kreis darum zieht, um einem zu zeigen, wo man suchen muss."

Wenn massereiche Sterne als Supernovae explodieren, hinterlassen sie ein knotiges Netz aus heißem Gas und Staub, das man als Supernova-Überrest bezeichnet. Diese turbulenten Strukturen sind der Schlüssel zur Umverteilung der schwereren Elemente, die von massereichen Sternen während ihres Lebens und Sterbens ausgekocht werden, in das interstellare Medium, wo sie schließlich neue Sterne und Planeten bilden.

Typischerweise kaum zehn Kilometer im Durchmesser und doch schwerer als unsere Sonne, werden isolierte Neutronensterne mit schwachen Magnetfeldern im ganzen Universum vermutet, aber sie sind sehr schwer zu finden, da sie nur bei Röntgenwellenlängen leuchten. Die Tatsache, dass die Bestätigung von p1 als isolierter Neutronenstern durch optische Beobachtungen ermöglicht wurde, ist daher besonders spannend.

Koautorin Liz Bartlett, eine weitere ESO-Stipendiatin in Chile, fasst diese Entdeckung zusammen: "Dies ist das erste Objekt seiner Art, das jenseits der Milchstraße bestätigt werden konnte, was nur mit MUSE als Hilfsmittel möglich wurde. Wir denken, dass dies neue Wege der Entdeckung und Erforschung dieser schwer fassbaren Sternenüberreste eröffnen könnte."

Quelle

ESO - Europäische Südsternwarte
Die "Europäische Organisation für astronomische Forschung in der südlichen Hemisphäre" oder auch kurz "Europäische Südsternwarte" ist ein Forschungsinstitut mit verschiedenen Observatorien.

Webseite: https://www.eso.org

Ein isolierter Neutronenstern in der Kleinen Magellanschen Wolke
Dieses neue Bild, das aus Einzelaufnahmen von bodengebundenen und weltraumbasierten Teleskopen entstanden ist, erzählt die Geschichte der Jagd nach einem verschwundenen Objekt, das in einem komplexen Gewirr von gasförmigen Filamenten in einer unserer nächsten Nachbargalaxien, der Kleinen Magellanschen Wolke, versteckt ist.

Das rötliche Hintergrundbild stammt vom NASA/ESA Hubble Space Telescope und zeigt die Gasfetzen, die den grünlichen Supernova-Überrest 1E 0102.2-7219 bilden. Der rote Ring mit dunklem Zentrum stammt vom MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO und die blauen und violetten Bilder vom Chandra-Röntgen-Observatorium der NASA. Der blaue Punkt in der Mitte des roten Rings ist ein isolierter Neutronenstern mit einem schwachen Magnetfeld, der erste außerhalb der Milchstraße.
© ESO / NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI / AURA) / F. Vogt et al.
Hubble-Ansicht der Umgebung eines versteckten Neutronensterns in der Kleinen Magellanschen Wolke
Dieses Bild vom NASA/ESA Hubble Space Telescope zeigt die Geschichte der Jagd nach einem verschwundenen Objekt, das in einem komplexen Gewirr von gasförmigen Filamenten in einer unserer nächsten Nachbargalaxien, der Kleinen Magellanschen Wolke, versteckt ist.

Die Gasfetzen, die den Supernova-Überrest 1E 0102.2-7219 bilden, erscheinen blau in der Bildmitte. Ein Teil der Region N 76 mit starker Sternentstehung, die auch als Henize 1956 bezeichnet wird, erscheint rechts unten in Grün und Pink.
© NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI / AURA)
MUSE-Ansicht der Umgebung eines versteckten Neutronensterns in der Kleinen Magellanschen Wolke
Dieses neue Bild vom MUSE-Instrument auf dem Very Large Telescope der ESO in Chile zeigt, wie in einem komplexen Gewirr von gasförmigen Filamenten in einer unserer nächsten Nachbargalaxien, der Kleinen Magellanschen Wolke, ein schwer fassbares fehlendes Objekt gefunden wurde.

Die Gasfetzen, die den Supernova-Überrest 1E 0102.2-7219 bilden, erscheinen in blau, aber der rote Ring in den MUSE-Daten, der leuchtendem Neon und Sauerstoff stammt, ist perfekt auf einer Röntgenquelle zentriert – einem isolierten Neutronenstern mit einem schwachen Magnetfeld, dem ersten außerhalb der Milchstraße.
© ESO / F. Vogt et al.
Röntgenaufnahme der Umgebung eines versteckten Neutronensterns in der Kleinen Magellanschen Wolke
Dieses Archivbild vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA zeigt, wie ein schwer fassbares fehlendes Objekt in einem komplexen Gewirr von gasförmigen Filamenten in einer unserer nächsten Nachbargalaxien, der Kleinen Magellanschen Wolke, gefunden wurde.

Der Supernova-Überrest 1E 0102.2-7219 zeigt sich dramatisch, aber in Kombination mit MUSE-Daten erweist sich der blaue Punkt knapp unter der Mitte als isolierter Neutronenstern mit einem schwachen Magnetfeld, der erste außerhalb der Milchstraße.
© ESO / NASA
Die Kleine Magellansche Wolke
Diese Weitwinkelaufnahme, basierend auf Daten aus dem Digitized Sky Survey 2, zeigt die Kleine Magellansche Wolke und ist auf die Sternentstehungsregion NGC 346 zentriert.
© ESO / Digitized Sky Survey 2. Acknowledgements: Davide De Martin