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Bisher übersehene „hypersofte“ Röntgenquellen in Chandra-Daten entdeckt
Im Archiv des Röntgenteleskops Chandra haben Astronomen 84 bislang übersehene „hypersofte“ Röntgenquellen in sechs nahen Galaxien entdeckt. Die Objekte leuchten fast nur im energieärmsten Röntgenbereich und dürften einen Großteil ihrer Energie im extremen Ultraviolett abstrahlen. Einige könnten mit Vorläufersystemen von Typ-Ia-Supernovae zusammenhängen und zugleich zur Ionisation von Galaxiengas beitragen.
Cambridge (U.S.A.). Zwischen ultravioletter und weicher Röntgenstrahlung liegt ein Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der aus astronomischer Sicht besonders schwer zugänglich ist. Extremes Ultraviolett, kurz EUV, wird von neutralem Wasserstoff und Helium so effektiv absorbiert, dass Strahlung ferner Quellen kaum direkt beobachtet werden kann. Sehr kühle Röntgenquellen können deshalb einen Großteil ihrer Energie genau in einem Bereich aussenden, der für Teleskope weitgehend verborgen bleibt.
Eine systematische Suche in älteren Chandra-Beobachtungen hat diesen blinden Fleck nun indirekt erschlossen, denn die gefundenen Quellen erscheinen bei den niedrigsten ausgewerteten Röntgenenergien und verschwinden schon bei etwas höheren Energien. Dieses ungewöhnliche Spektrum unterscheidet sie von den länger bekannten supersoften Röntgenquellen.
Forscher an der The University of Alabama (UA) um Mustafa Muhibullah haben Aufnahmen von sechs nahen Galaxien ausgewertet, darunter die Spiralgalaxien Andromeda und M101 sowie vier elliptische Galaxien. Insgesamt fanden sie 84 hypersofte Röntgenquellen, kurz HSS, die sowohl in Regionen mit aktiver Sternentstehung als auch in älteren Sternpopulationen auftauchen.
Die HSS sind überwiegend oder ausschließlich unterhalb von 0,3 Kiloelektronenvolt nachweisbar, während ihre Strahlung offenbar im angrenzenden EUV-Bereich ihren Höhepunkt erreicht und ihre tatsächlichen Gesamtleuchtkräfte deshalb deutlich höher liegen können als der unmittelbar gemessene Röntgenanteil. Die Autoren gehen zudem davon aus, dass die 84 Funde nur eine Untergrenze darstellen, weil gerade solche extrem weichen Quellen besonders schwer zu entdecken sind.
„Diese verborgenen Röntgenquellen gehören tatsächlich zu den energiereichsten Objekten in Galaxien und könnten gleich zwei kosmische Rätsel auf einmal lösen“, sagt Mustafa Muhibullah.
Der Begriff HSS bezeichnet zunächst das gemeinsame Strahlungsverhalten und nicht zwingend einen einzigen astrophysikalischen Objekttyp. Nach der Studie könnten sich dahinter verschiedene Doppelsternsysteme verbergen, in denen ein Weißer Zwerg, ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch Materie von einem Begleitstern aufnimmt und dabei energiereiche Strahlung erzeugt.
Warum diese Quellen so lange unentdeckt blieben, hat mehrere Gründe. Chandra ist bei den niedrigsten Röntgenenergien weniger empfindlich als in höheren Energiebereichen, während die noch energieärmere EUV-Strahlung auf dem Weg zu uns fast vollständig von Wasserstoff und Helium geschluckt wird. Frühere Durchmusterungen konnten daher genau den Spektralbereich übersehen, in dem die HSS besonders auffällig sind.
„Durch die systematische Suche im Chandra-Archiv konnten wir einen bisherigen blinden Fleck für Teleskope beseitigen. So haben wir entdeckt, was eine neue Klasse kosmischer Objekte mit bemerkenswerten Eigenschaften zu sein scheint“, sagt Rosanne Di Stefano vom Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA).
Besonders interessant sind HSS, die mit Weißen Zwergen zusammenhängen könnten, denn einige der lichtschwächeren Quellen in Andromeda lassen sich mit Nova-Ausbrüchen in Verbindung bringen. Bei helleren Systemen kommt nach Ansicht der Autoren auch ein Weißer Zwerg infrage, auf dessen Oberfläche aufgenommenes Material dauerhaft Kernreaktionen antreibt.