Gruppen riesiger Sterne sind mit brodelndem Gas und Strömen starker kosmischer Strahlung gefüllt.
Milchstraße nahe dem Sternbild Cygnus: sichtbares dunkles Band des Großen Riffs
Das Sternbild Cygnus ist der Ort einer der aktivsten Sternentstehungsregionen in unserer Galaxie. Im sichtbaren Licht erscheinen uns nur schwache Schatten jener mächtigen Prozesse, die sich hier entwickeln. Aufgrund der dichten Gas- und Staubnebel, die das dunkle Band des "Großen Riffs" der Milchstraße bilden, erreicht uns nur sehr wenig Licht aus der Zentralebene der Galaxie.
Diese Region in der Nähe von Gamma Cygnus wurde bereits in den 1950er Jahren von Radioteleskopen entdeckt und erhielt den Namen Cygnus X-1. Jetzt wird die Forschung mit dem Fermi-Orbit alteleskop fortgesetzt, dank dessen gezeigt werden konnte, dass sowohl die Geburt als auch der Tod von Sternen hier von Strömen schneller Teilchen kosmischer Strahlung „geleitet“werden. Im Grunde sind sie Protonen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen: Auf ihrer Reise durch die Galaxie werden sie von verschiedenen Magnetfeldern abgelenkt, wodurch die Flugbahn der Teilchen äußerst kompliziert und komplex wird. Durch die Kollision mit interstellarem Gas erzeugen Protonen und andere Teilchen Strahlungsflüsse, einschließlich Gammastrahlen, die bereits direkt auf den Fermi-LAT-Detektor fallen und uns neue Geheimnisse des Universums enthüllen - einschließlich des Mysteriums des Ursprungs und der Beschleunigung kosmischer Strahlung.
Die wahrscheinlichsten Kandidaten für die Rolle von "kosmischen Teilchenbeschleunigern" sind schnell expandierende Ionengashüllen und starke dynamische Magnetfelder, die bei Supernova-Explosionen entstehen. Ein solches Finale krönt das Leben der größten Sterne - Spektralklassen O und B, 40 oder mehr Mal schwerer als die Sonne und mehrmals heißer als sie. Wie echte Rockstars leben sie nicht lange, sie sterben strahlend. Wie echte Rockstars sind sie ziemlich selten und haben einen starken Einfluss auf ihre gesamte Umgebung, indem sie Ströme ultravioletter Strahlung und geladene Teilchen des Sternenwinds hineinströmen lassen. Die Überreste der Wolke, aus der ein solcher Stern entstand, fegen schnell durch den Weltraum und verlangsamen oft das Erscheinen neuer massereicher Sterne in der Nachbarschaft.
Aber zurück zu Cygnus X-1. Diese „Sternenfabrik“befindet sich 4.500 Lichtjahre von der Erde entfernt und enthält schätzungsweise das Material von 2 Millionen Sternen wie unserer Sonne. Innerhalb seiner Grenzen gibt es ein Schwarzes Loch und viele Haufen junger Sterne und mehrere Gruppen von O- und B-Sternen (OB-Assoziationen). Einer von ihnen, Cygnus OB2, enthält etwa 65 Sterne der Klasse O, die schwersten, heißesten und hellsten, sowie 500 Sterne der Klasse B. Ihre Gesamtmasse beträgt 30.000 Sonnen - dies ist eines der schwersten Objekte dieser Art innerhalb von 6,5.000 Lichtjahren von uns. Darüber hinaus sind alle Sterne hier selbst nach den Maßstäben dieser kurzlebigen Riesen sehr jung: nicht älter als 5 Millionen Jahre und weit davon entfernt, die Grenze zu erreichen, nach der ihnen der Fusionsbrennstoff ausgeht und sie zu Supernovae werden.
Die Untersuchung der Strahlung dieser monströsen Leuchten zeigte, dass diese Haufen in gasförmige Materieansammlungen eingetaucht sind: Die Sterne selbst sitzen in "Blasen" aus verdünntem und heißem Gas, und diese "Blasen" sind im Weltraum gefüllt mit dichtere und kältere Materie, wo die Geburt neuer Sterne weitergeht. Und innerhalb dieser „Blasen“entdeckte der Fermi-LAT-Detektor intensive Gammastrahlung. Seine Energie erreicht 100 Milliarden eV und noch mehr (zum Vergleich: die Energie sichtbarer Teilchen beträgt 2-3 eV).
Es ermöglichte Wissenschaftlern, das Vorhandensein von Partikeln kosmischer Strahlung zu bemerken, deren Energien mit der Energie von Partikeln vergleichbar sind, die von den stärksten Beschleunigern der Erde beschleunigt werden. Mit anderen Worten, diese Teilchen haben ihre lange und verwirrende Reise von ihrem Beschleuniger gerade erst begonnen. Aber was kann sie in Abwesenheit von Supernovae auf solche Geschwindigkeiten beschleunigen? Alles deutet darauf hin, dass diese Rolle von starken und dynamischen, turbulent wirbelnden Magnetfeldern der Masse großer Sterne im Haufen gespielt wird. Dadurch kommt es zu einer intensiven Vermischung des Gases, wie in einem riesigen Sternenwhirlpool. Teilchen der kosmischen Strahlung bleiben für lange Zeit in diesen Strömen „eingesperrt“und bewegen sich chaotisch, bis sie in ruhigere Regionen ausbrechen, wo sie ihre Reise auf einer langgestreckteren Flugbahn fortsetzen können.
Zu dieser Assoziation gehört übrigens auch der Überrest einer Supernova, deren Alter auf 7.000 Jahre geschätzt wird. Vielleicht war sie es, die einst die Umgebung mit Protonen und anderen Teilchen sättigte, die im "magnetischen Kokon" dieser turbulenten Region gefangen waren.
Laut NASA-Pressemitteilung
