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Zum ersten Mal überhaupt haben Wissenschaftler ein Doppelsternsystem in einer anderen Galaxie gesehen, die Gammastrahlen emittiert, die energiereichste Form von Licht.

Die Entdeckung wurde vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA gemacht. Unter all diesen so genannten Gammastrahlen-Binaries, die jemals gefunden wurden, ist das neue Binarium das leuchtendste, das jemals entdeckt wurde, sagten NASA-Beamte.

"Gammastrahlen-Binaries werden geschätzt, weil sich die Gammastrahlungsleistung während jeder Umlaufbahn und manchmal über längere Zeiträume signifikant ändert", Robin Corbet, Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, und leitender Forscher einer neuen Studie beschrieb die Ergebnisse, sagte in einer Erklärung. [Gamma-Ray-Universum: Fotos des Fermi-Weltraumteleskops der NASA]

Das Doppelsternsystem heißt LMC P3 und befindet sich in einer Satellitengalaxie der Milchstraße, der Großen Magellanschen Wolke, etwa 163.000 Lichtjahre entfernt. Das System befindet sich in den Überresten einer Supernova-Explosion, die die letzte Stufe des Lebens eines massereichen Sterns darstellt.

Zurückgeblieben ist heute ein Neutronenstern - der superdichte Kern des toten Sterns - sowie ein massiver, aktiver Stern. Der aktive Stern ist wahrscheinlich 25 bis 40 Mal die Sonnenmasse und sechs Mal heißer als die Sonne, sagten die Forscher. Der Neutronenstern sei vielleicht doppelt so massiv wie die Sonne, sagten sie.

Gammastrahlensysteme sind selten und umfassen normalerweise entweder ein schwarzes Loch oder einen Neutronenstern. Was LMC P3 noch erstaunlicher macht, ist, dass es das hellste bekannte binäre System nicht nur bei Gammastrahlen, sondern auch bei Röntgenstrahlen, Radiowellen und sichtbarem Licht ist.

Die Röntgenquelle wurde 2012 mit dem Chandra X-ray Observatory der NASA entdeckt, in dem ein junger Stern gefunden wurde, der viel massiger war als die Sonne. Daneben befand sich eine Art kompaktes Objekt, von dem die Wissenschaftler vermuteten, dass es sich dabei um ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern handeln könnte.

Dann, im Jahr 2015, jagte Corbets Team nach mehr Gammastrahlen-Binärdateien durch Daten, die bereits vom Fermi-Teleskop gesammelt wurden. Sie entdeckten eine Quelle, die sich alle 10,3 Tage veränderte und sich in der Nähe von Chandras Fund befand.

Das Team sah auch LMC P3 im Röntgenlicht mit NASA-Swift-Satelliten, in Radiowellenlängen mit dem Australia Telescope Compact Array und im sichtbaren Licht mit zwei Teleskopen: dem 13,5-Fuß (4,1 Meter) Southern Astrophysical Research Telescope in Chile und das 6,2-Fuß-Teleskop am South African Astronomical Observatory in der Nähe von Kapstadt.

Die kombinierten Beobachtungen zeigten, dass die hellsten Röntgenstrahlungsemissionen von LMC P3 maximal sind, wenn die Gammastrahlen minimal sind, und umgekehrt. Röntgen- und Radiowellen werden wahrscheinlich erzeugt, wenn der Neutronenstern einen "Wind" von Elektronen erzeugt, die auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, so die Forscher.

Die Spitze der Röntgenemission (von der Erde aus gesehen), wenn der Neutronenstern auf seiner Umlaufbahn dem Planeten am nächsten kommt. Der "Wind" erzeugt auch Gammastrahlen, wenn das Licht vom Stern auf die Elektronen trifft; Die Gammastrahlen werden am besten gesehen, wenn der Neutronenstern dem aktiven Stern am nächsten ist (was passiert, wenn er am weitesten von der Erde entfernt ist).

"Es ist sicherlich eine Überraschung, ein Gammastrahlungsbinär in einer anderen Galaxie zu entdecken, bevor wir mehr von ihnen in unserer eigenen [Galaxie] finden", sagte Guillaume Dubus, ein Teammitglied am Institut für Planetologie und Astrophysik von Grenoble in Frankreich die gleiche Aussage.

"Eine Möglichkeit ist, dass die Gammastrahlenbinärien, die Fermi gefunden hat, seltene Fälle sind, in denen eine Supernova einen Neutronenstern mit außergewöhnlich schnellem Spin bildete, der beschleunigte Teilchen und Gammastrahlen verstärken würde", fügte Dubus hinzu.

Ein auf der Forschung basierendes Papier wird in der Ausgabe des The Astrophysical Journal vom 1. Oktober erscheinen.