(cna) Mikroquasare sind ungleiche Sternenpaare, die hochenergetische Gammastrahlungen aussenden. Kürzlich konnten Wissenschaftler mit dem weltweit leistungsstärksten Gamma-Teleskop MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov) erstmals beobachten, dass die von dem Mikroquasar LS I 61 1+ 303 ausgesandte Strahlung auch bei den höchsten messbaren Energien nicht konstant ist (1). An den Messungen auf der Kanaren-Insel La Palma und den damit verbunden Forschungsarbeiten, die letzte Woche in der Fachzeitschrift Science publiziert wurden, sind auch Wissenschaftler des Instituts für Teilchenphysik der ETH Zürich beteiligt (2)(3).

Bei dem beobachteten System handelt es sich um einen grossen normalen Stern sowie um ein kleineres und kompakteres Objekt – ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch –, die sich in einem engen Orbit umkreisen. Das Gewicht des kleinen Objekts entspricht ungefähr einer Sonnenmasse, während jenes des grossen Sterns diese Masse um ein Vielfaches übersteigt.

Gewaltige Gezeitenkräfte

Wenn sich die beiden Objekte sehr nahe kommen, führen gewaltige Gezeitenkräfte dazu, dass Materie aus dem grossen Stern auf einer Spiralbahn zum Neutronenstern fliesst. Die Gravitations-Energie beschleunigt gewisse Teilchen bis beinahe auf Lichtgeschwindigkeit, die dann in Form von Teilchen-Jets senkrecht aus dem Zentrum des kleinen Objekts entweichen. Dabei finden gewaltige Strahlungsausbrüche statt.

Wie der Name sagt, handelt es sich bei Mikroquasaren um Miniaturausgaben von Quasaren – sprich riesigen Schwarzen Löchern im Zentrum aktiver Galaxien, die enorme Mengen Materie verschlingen und diese auf extrem hohe Temperaturen aufheizen. Mikroquasare seien gute Labormodelle für Quasare, heisst es in der Medienmitteilung der MAGIC Kollaboration, da die Formation und der Ausbruch der Jets innert wenigen Tagen ablaufe, während der Prozess bei Quasaren viele Jahre dauere.

Ausserdem werden Mikroquasare auch als mögliche Quelle der ultra-hochenergetischen elektrisch geladenen kosmischen Strahlung diskutiert, deren Herkunft auch fast 100 Jahre nach ihrer Entdeckung noch ungeklärt ist. Falls sich die Hinweise bestätigen, dass die Strahlungsintensität auch bei den höchsten Energien mit der Umlaufzeit der Objekte korreliert ist, würde dies einen grundlegenden Beitrag zum Verständnis der Erzeugungs- und Absorptionsmechanismen der Gammastrahlung in Mikroquasaren und ähnlichen Objekten leisten.