Swift erkennt Röntgenemissionen von Kometen

Auf dem Gebiet der Röntgenastronomie schien es etwas seltsam zu werden, als das ROSAT-Observatorium der NASA / ESA begann, Emissionen einer Reihe von Kometen zu beobachten. Diese Entdeckung im Jahr 1996 war ein Rätsel; Wie könnten Röntgenstrahlen, die häufiger mit heißen Plasmen in Verbindung gebracht werden, von einigen der kältesten Körper im Sonnensystem erzeugt werden? Im Jahr 2005 wurde das Swift-Observatorium der NASA ins Leben gerufen, um nach einigen der energiereichsten Ereignisse im beobachtbaren Universum Ausschau zu halten: Gammastrahlenausbrüche (GRBs) und Supernovae. In den letzten drei Jahren hat sich Swift aber auch als erfahrener Kometenjäger erwiesen.

Wenn Röntgenstrahlen normalerweise von mehreren Millionen Kelvin-Plasmen emittiert werden, wie können Röntgenstrahlen möglicherweise von Kometen erzeugt werden, die aus Eis und Staub bestehen? Es stellt sich heraus, dass es eine interessante Eigenart gibt, wenn Kometen innerhalb von 3AU von der Sonnenoberfläche aus mit dem Sonnenwind interagieren, sodass Instrumente zur Beobachtung der heftigsten Explosionen im Universum auch die elegantesten Objekte in der näheren Umgebung untersuchen können.

Es war eine große Überraschung im Jahr 1996, als die NASA-europäische ROSAT-Mission zeigte, dass der Komet Hyakutake Röntgenstrahlen aussendet", Sagte Dennis Bodewits, Postdoctural Fellow der NASA am Goddard Space Flight Center. „Nach dieser Entdeckung durchsuchten Astronomen die ROSAT-Archive. Es stellt sich heraus, dass die meisten Kometen Röntgenstrahlen aussenden, wenn sie sich in etwa der dreifachen Entfernung der Erde von der Sonne befinden. ” Und es muss eine große Überraschung für Forscher gewesen sein, die angenommen haben, dass ROSAT nur verwendet werden kann, um den vorübergehenden Blitz eines GRB oder einer Supernova zu sehen, der möglicherweise die Geburt von Schwarzen Löchern hervorruft. Kometen waren im Design dieser Mission einfach nicht enthalten.

Seit dem Start eines weiteren GRB-Jägers im Jahr 2005 hat der Swift Gamma-ray Explorer der NASA 380 GRBs, 80 Supernovae und… 6 Kometen. Wie kann ein Komet also möglicherweise mit Geräten untersucht werden, die für etwas so radikal anderes bestimmt sind?

Wenn Kometen ihre todesmutige Umlaufbahn in die Sonne beginnen, erwärmen sie sich. Ihre gefrorenen Oberflächen beginnen, Gas und Staub in den Weltraum zu sprengen. Sonnenwinddruck bewirkt, dass das Koma (die temporäre Atmosphäre des Kometen) Gas und Staub hinter dem Kometen von der Sonne weg ausstößt. Neutrale Partikel werden vom Sonnenwinddruck weggetragen, während geladene Partikel dem interplanetaren Magnetfeld (IWF) als „Ionenschwanz“ folgen. Kometen können daher oft mit zwei Schwänzen gesehen werden, einem neutralen Schwanz und einem Ionenschwanz.

Diese Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und Komet hat einen weiteren Effekt: Ladungsaustausch.

Energetische Sonnenwindionen treffen auf das Koma und fangen Elektronen von neutralen Atomen ein. Wenn die Elektronen an ihre neuen Elternkerne (das Sonnenwindion) gebunden werden, wird Energie in Form von Röntgenstrahlen freigesetzt. Da das Koma einen Durchmesser von mehreren tausend Meilen haben kann, hat die Kometenatmosphäre einen riesigen Querschnitt, so dass eine große Anzahl dieser Ladungsaustauschereignisse auftreten kann. Kometen werden plötzlich zu bedeutenden Röntgengeneratoren, wenn sie von Sonnenwindionen gestrahlt werden. Die Gesamtleistung des Komas kann a übersteigen Milliarden Watt.

Ladungsaustausch kann in jedem System auftreten, in dem ein heißer Ionenstrom mit einem kühleren neutralen Gas interagiert. Die Verwendung von Missionen wie Swift zur Untersuchung der Wechselwirkung von Kometen mit dem Sonnenwind kann Wissenschaftlern ein wertvolles Labor bieten, um die ansonsten verwirrenden Röntgenemissionen anderer Systeme zu verstehen.

Quelle: Physorg.com

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