Gammaastronomie

Gammaastronomie oder Gammastralenastronomie ass d'Erfuerschung vum Weltraum mat Gammastralendetekteren. Duerch de méi héijen Energieberäich vun de Gammaquanten (méi wéi 500 keV) am Verglach zum visuelle Liicht (~ 1 Elektronevolt) an domat och den zum Deel vëlleg ënnerschiddlechen Ursaachen, erlaabt d'Gammaastronomie Ablécker an nei Phenomeener am Universum, besonnesch vu gewaltegen Explosiounen a Kollisioune vu Stären an aneren Himmelskierper. D'Gammastronomie mécht domat eng Fënster fir ganz aner Beräicher vun der Astronomie op.

Grondlagen

Weltraumgestëtzt Gammaastronomie

Dee Beräich vun der Astronomie ass nach relativ jonk, well et op der Äerd net méiglech ass, Gammastralen aus dem Weltraum opzefänken, well déi vun der Äerdatmosphär absorbéiert ginn. Wëssenschaftler, déi Gammastralequellen am Weltraum ënnersiche wëllen, musse sech dofir op entspriechend Observatoirë verloossen, déi op Satellitten d'Äerd ëmkreesen. Et ass awer och baussenzeg vun der Äerdatmosphär net méiglech, Gammastralequelle wéi am visuelle Liicht mat engem Lënsen- oder Spigelteleskop z'observéieren, well déi héichenergetesch Stralen net vu Lënse gebrach an net vu Spigele reflektéiert ginn. Et brauch een dofir sandwichaarteg iwwerenee gelagert Szintillatiounsziler bei deene beim Duerchgank vun engem Gammaphoton duerch e bestëmmt Material Liichtblëtzer produzéiert ginn: D'Liichtblëtzer ginn duerch Photomultipléier oder Halefleederdetektore gemooss, woubäi hir Spuer duerch den Detekterstapel eng graff Richtungofschätzung vum afalende Gammaphoton op e puer Grad genee erméiglecht gëtt.

Gammaastronomie um Äerdbuedem

E ass allerdéngs zanter kuerzem och méiglech, mat sougenannten Tscherenkow-Teleskope Gammastralen indirekt vum Äerdbuedem aus z'observéieren, andeems een d'Reaktioun vun de Gammastrale mat der Äerdatmosphär observéiert. Dobäi entsti beim Zesummeknuppe vun de Gammaphotone mat den Atomer an der Héichatmosphär Schauere vu Sekundärdeelercher, déi dann erëm beim Fluch duerch d'Atmosphär sougenannt Tscherenkow-Liicht verschécken. De kegelfërmege Liichtblëtz deen doduerch a Fluchrichtung vun den Deelercher entsteet, (also op den Äerdbuedem geriicht) kann da mat Tscherenkow-Teleskope gemooss ginn.

Geschicht

Ufäng

Och wa schonn an den 1940er an 1950er Joren ugeholl gouf, datt et Gammastralen am Weltraum kéint ginn, sou konnt eréischt de Satellit Explorer 11 (gestart de 27. Abrëll 1961), deen nëmme fir deen Zweck gebaut gouf, Gammastralen entdecken. Wärend senger 4 Méint laanger Missioun hat en 22 Gammastralenevenementer entdeckt.

Dat war den éischte vun enger Rei vu Satellitten, déi vun do u reegelméisseg Gammastralen um Orbit observéiert hunn.

Gammasatellitten

Den OSO-3 huet 1967 Gammastralequelle laanscht eis Galaxis entdeckt, déi sech ëm den Halo konzentréieren.
D'Vela-Satellitten, eigentlech amerikanesch Spionagesatellitten, déi Atomwaffentester opspiere sollten, hunn tëscht Juli 1969 bis Abrëll 1979 fir d'éischt déi sougenannt Gammablëtzer entdeckt.
Den SAS-2 vun der NASA an de COS-B vun der ESA konnten an den 1970er Jore fir d'éischt detailléiert Kaarten iwwer d'Gammaspektrum am Weltraum liwweren.
CGRO, e 17 Tonne-Satellit vun der Superlativ, liwwert an den 1990er Jore ganz vill Daten iwwer Gammastralequellen an huet d'Wëssen an deem Beräich enorm vergréissert. Am Joer 2000 gouf de Satellit ofstierze gelooss.
INTEGRAL, e Satellit mat nach méi enger grousser Opléisung, deen d'ESA de 17. Oktober 2002 an den Orbit geschéckt hat.
Fermi Gamma-ray Space Telescope, e Wäitwénkel-Gammastraleweltraumteleskop (fréieren Numm Gamma-ray Large Area Space Telescope, GLAST) gouf den 11. Juni 2008 an den Orbit bruecht.

Gammateleskopen um Äerdbuedem

Zwéin Teleskope vum HESS-Teleskop-Arrays

Bei der äerdgebonnener Observatioun vu Gammastrale sinn, no enger Rei vu klenge Versuchsprojeten, zwéi weeweisend Projeten ze nennen, déi grad am Test oder schonn a Betrib sinn:

H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) an Namibia, dat 4 Eenzelteleskope mat engem Duerchmiesser vu jee 13 Meter huet. D'Spigele vun den eenzelen Teleskopen hunn nees 400 Segmenter vu 60 cm Duerchmiesser.
MAGIC (Major Atmospheric Gamma-Ray Imaging Cherenkov Telescope) op La Palma, Kanaresch Inselen. Den Teleskop huet e 17 Meter grousse Segmentspigel aus 1000 eenzelen Aluminiumplacken a kann duerch seng Beweglechkeet besonnesch fir d'Observatioun vu kuerzliewege Gammablëtzer benotzt ginn. Et ass den Nofollger vum HEGRA Atmospheric Cherenkov Telescope System op der selwechter Plaz.

Fuerschungsobjete vun der Gammaastronomie

Duerch déi beschriwwen héich Energie vun der Gammastralung (iwwer 10⁵ eV am Verglach zum Liicht mat ~1 eV) mussen och d'Genesismechanissem vun där Stralung ganz anerer wéi déi vum Liicht sinn. Meeschtens sinn dat grouss Explosiounen a Kollisiounen am Weltraum:

Gammablëtzer, déi nëmmen e puer Sekonne laang daueren a fir déi Zäit all aner Gammaquellen am Universum iwwerstralen. Si sinn no neisten Theorien an de meeschte Fäll eng besonnesch Form vun der Supernovaexplosioun vun engem masseräiche Stär um Enn vu sengem Liewen.
Reschter vu Supernovaexplosiounen, wéi Neutronestären a Schwaarz Lächer sende beim Afänke vu Matière och Gammastralung aus (bei Schwaarze Lächer gëtt déi Stralung och den Doudesruff vun der Matière genannt, well et dat lescht ass wat ee vun em gesäit)
Stousswellen an den ofgestoussene Stärenatmosphäre vu Stärenexplosiounen, déi optriede wann e Gas dee sech bal mat Liichtvitess ausbreet op e luese Gas stéisst.
Gliddeg Gaswolleken, déi duerch verschidde Prozesser bestänneg ugereegt ginn, z. B.: intergalaktesche Gas a Galaxiëkéip.
Aktiv Galaxien, also Galaxien an deene vill Energie ëmgesat gëtt. Dorënner fale Starburstgalaxien (extrem héich Stäregebuertsquot, virun allem duerch Galaxiëkollisiounen ausgeléist), aktiv galaktesch Kären (den Zentralberäich a besonnesch dat zentraalt Schwaarzt Lach sinn extreem aktiv, also e Quasar)
Schliisslech gëtt no Spuere vun der Annihilatioun (koppelweis Zerstéierung) gesicht, grad wéi no Donkeler Matière, fir déi geheim Matière, där hir Funktioun een iwwer hir Gravitatiounswierkung am Universum indirekt feststelle kann, direkt noweisen ze kënnen an dobäi erauszefannen aus wéi engen Deelercher si besteet.

Déi héchst bis elo observéiert Photonenenergie vu 16 TeV, observéiert mam HEGRA-Teleskop, hat hir Quell am Blazar Markarjan 501.

Literatur

Felix A. Aharonian: High energy gamma-ray astronomy. American Inst. of Physics, Melville 2009, ISBN 978-0-7354-0616-2
Poolla V. Ramana Murthy, A. W. Wolfendale: Gamma-ray astronomy. Cambridge Univ. Press, Cambridge 1993, ISBN 0-521-42081-4
Johannes A. Bleeker, W. Hermsen: X-ray and gamma-ray astronomy. Pergamon Pr. Oxford 1989, ISBN 0-08-040158-9

Kuckt och

Portal Astronomie

Um Spaweck

Weider Informatiounen zu der Gammaastronomie
Max-Planck-Institut für Kernphysik – The HEGRA Atmospheric Cherenkov Telescope System
The MAGIC Telescope Project
Max-Planck-Institut für Kernphysik – The H.E.S.S. Project
Gammaastronomie um Max-Planck-Institut fir extraterrestresch Physik, Garching
The History of Gamma-ray Astronomy NASA Goddard Space Flight Center (englisch, abgerufen am 18. Juni 2011)