Aus einer Pressemitteilung der NASA:
Der berühmte Supernova-Überrest des Krebsnebels ist in einer enormen Fackel ausgebrochen, die fünfmal stärker ist als jede Fackel, die zuvor vom Objekt aus gesehen wurde. Mehrere andere Satelliten machten ebenfalls Beobachtungen, was die Astronomen in Erstaunen versetzte, indem sie unerwartete Veränderungen der Röntgenemission der Krabbe enthüllten, die einst als die beständigste Hochenergiequelle am Himmel galt.
Der Nebel ist das Wrack eines explodierten Sterns, der Licht emittierte, das im Jahr 1054 die Erde erreichte. Er befindet sich 6500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Stier. Im Herzen einer expandierenden Gaswolke liegt das, was vom Kern des ursprünglichen Sterns übrig geblieben ist, ein superdichter Neutronenstern, der sich 30 Mal pro Sekunde dreht. Bei jeder Umdrehung schwingt der Stern intensive Strahlungsstrahlen zur Erde, wodurch die gepulste Emissionscharakteristik rotierender Neutronensterne (auch als Pulsare bekannt) erzeugt wird.
Abgesehen von diesen Impulsen glaubten Astrophysiker, der Krebsnebel sei eine praktisch konstante Quelle energiereicher Strahlung. Im Januar berichteten Wissenschaftler, die mit mehreren umlaufenden Observatorien in Verbindung standen, darunter Fermi, Swift und Rossi X-Ray Timing Explorer der NASA, über langfristige Helligkeitsänderungen bei Röntgenenergien.
"Der Krebsnebel beherbergt eine hochenergetische Variabilität, die wir erst jetzt voll und ganz zu schätzen wissen", sagte Rolf Buehler, Mitglied des LAT-Teams (Fermi Large Area Telescope) am Kavli-Institut für Partikelastrophysik und Kosmologie, einer Einrichtung, die sich gemeinsam in befindet das SLAC National Accelerator Laboratory des Energieministeriums und die Stanford University.
Seit 2009 haben Fermi und der AGILE-Satellit der italienischen Weltraumbehörde mehrere kurzlebige Gammastrahlenfackeln bei Energien von mehr als 100 Millionen Elektronenvolt (eV) entdeckt - hunderte Male höher als die beobachteten Röntgenschwankungen des Nebels. Zum Vergleich hat sichtbares Licht Energien zwischen 2 und 3 eV.
Am 12. April entdeckte Fermis LAT und später AGILE eine Fackel, die etwa 30-mal energischer als die normale Gammastrahlenleistung des Nebels und etwa fünfmal stärker als frühere Ausbrüche wurde. Am 16. April brach eine noch hellere Fackel aus, aber innerhalb weniger Tage ließ die ungewöhnliche Aktivität vollständig nach.
"Diese Superflares sind die intensivsten Ausbrüche, die wir bisher gesehen haben, und sie sind alle äußerst rätselhafte Ereignisse", sagte Alice Harding vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md. "Wir glauben, dass sie durch plötzliche Umlagerungen des Magneten verursacht werden." Feld nicht weit vom Neutronenstern entfernt, aber genau dort, wo das passiert, bleibt ein Rätsel. “
Es wird angenommen, dass die energiereichen Emissionen der Krabbe das Ergebnis physikalischer Prozesse sind, die den schnellen Spin des Neutronensterns nutzen. Theoretiker sind sich im Allgemeinen einig, dass die Fackeln innerhalb von etwa einem Drittel eines Lichtjahres vom Neutronenstern ausgehen müssen, aber Versuche, sie genauer zu lokalisieren, haben sich bisher als erfolglos erwiesen.
Seit September 2010 überwacht das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA routinemäßig den Nebel, um die mit den Ausbrüchen verbundene Röntgenemission zu identifizieren. Als Fermi-Wissenschaftler die Astronomen auf das Einsetzen einer neuen Fackel aufmerksam machten, lösten Martin Weisskopf und Allyn Tennant im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, eine Reihe vorgeplanter Beobachtungen mit Chandra aus.
Es wurde auch vom Satelliten Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) und Swift der NASA sowie vom International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) der Europäischen Weltraumorganisation beobachtet. Die Ergebnisse bestätigen einen realen Intensitätsabfall von etwa 7 Prozent bei Energien zwischen 15.000 und 50.000 eV über zwei Jahre. Sie zeigen auch, dass die Krabbe seit 1999 jährlich um bis zu 3,5 Prozent aufgehellt und verblasst ist.
"Dank der Fermi-Warnung hatten wir das Glück, dass unsere geplanten Beobachtungen tatsächlich stattfanden, als die Fackeln in Gammastrahlen am hellsten waren", sagte Weisskopf. "Trotz Chandras hervorragender Auflösung konnten wir keine offensichtlichen Veränderungen in den Röntgenstrukturen im Nebel und in der Umgebung des Pulsars feststellen, die eindeutig mit der Fackel in Verbindung gebracht werden könnten."
Wissenschaftler glauben, dass die Fackeln auftreten, wenn das intensive Magnetfeld in der Nähe des Pulsars plötzlich umstrukturiert wird. Solche Änderungen können Teilchen wie Elektronen auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Da diese Hochgeschwindigkeitselektronen mit dem Magnetfeld interagieren, emittieren sie Gammastrahlen.
Um die beobachtete Emission zu erklären, sagen Wissenschaftler, dass die Elektronen Energien haben müssen, die 100-mal höher sind als in jedem Teilchenbeschleuniger auf der Erde. Dies macht sie zu den Elektronen mit der höchsten Energie, von denen bekannt ist, dass sie mit einer galaktischen Quelle assoziiert sind. Basierend auf dem Anstieg und Abfall der Gammastrahlen während der Ausbrüche im April schätzen die Wissenschaftler, dass die Größe der emittierenden Region in ihrer Größe mit der des Sonnensystems vergleichbar sein muss.
