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ERC

ExtremePhysics Ergebnis in Kürze

Project ID: 205774
Gefördert unter: FP7-IDEAS-ERC
Land: Niederlande

Ein neuer Weg, extreme Physik zu sondieren 

Neutronensterne und Schwarze Löcher gehören zu den leistungsstärksten Objekte im Universum. Als solche werden sie als natürliche Laboratorien eingesetzt, wo Astronomen Materie bei einem Verhalten beobachten können, das auf der Erde nicht repliziert werden kann. 
Ein neuer Weg, extreme Physik zu sondieren 
Wenn Astronomen das Universum bei Röntgenwellenlängen beobachten, dominieren zwei Arten von astronomischen Objekten. Schwarze Löcher, in den Zentren der großen Galaxien, verschlingen gierig das sie umgebende Material. Auf der anderen Seite, in binären Systemen, zieht ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch Material aus seinem Begleitstern ab.

In beiden Fällen bildet jedoch Gas eine wirbelnde Scheibe um das sehr dichte zentrale Objekt. Reibung in der Scheibe bewirkt, dass sich das Gas erhitzt und Licht mit einem Peak im Röntgenbereich aussendet. Seit ihrer Entdeckung in den 1960er Jahren wurden Röntgendoppelsterne intensiv untersucht, um die Akkretionsprozesse zu verstehen, die unter extremen Bedingungen herrschen.

Das EU-geförderte Projekt EXTREMEPHYSICS (The slowest accreting neutron stars and black holes: New ways to probe fundamental physics) konzentrierte sich auf Röntgendoppelsterne, die hundert Mal schwächer als gewöhnliche Quellen sind. Die Forscher vermuteten, dass diese subluminösen Röntgenquellen spezielle binäre Systeme sind.

Als das Projekt begann, war nur eine Handvoll sehr schwacher Röntgendoppelsterne bekannt, die anhaltend und sehr langsam akkretierten. Das EXTREMEPHYSICS-Team nutzte die Fülle der Beobachtungen von Röntgensatelliten im Orbit aus, um neue Systeme zu entdecken und beobachtete sehr schwache Röntgen-Transienten.

Unsere Galaxie birgt viele Röntgen-Transienten, die in einem dunklen, ruhigen Zustand sind, aber gelegentlich helle Röntgenausbrüche haben. Die niedrigen Ausbruch-Helligkeiten von sehr schwachen Röntgen-Transienten waren charakteristisch für Akkretionsraten mit sehr geringen Massen, die das Verständnis der Wissenschaftler von ihrer Entwicklung in Frage stellten.

Davon ausgehen, dass sie mit akkretierenden Neutronensterne und schwarze Löcher zu tun hatten, schätzten Wissenschaftler die durchschnittliche zeitliche Akkretionsrate der Transienten. Dies ist ein wichtiger Eingangsparameter für Doppelstern-Evolutionsmodelle, die die Natur der subluminous Röntgenquellen zu erklären versuchen.

Multi-Wellenlängen-Studien zeigten, dass bei der niedrigsten Akkretionsrate, die Gasströmungsgeometrie erheblich ändert, wodurch sich ein neuer Beitrag zu den Akkretionsmodellen anbietet. Darüber hinaus verhalten sich schwarze Löcher anders als Neutronensterne bei niedrigen Akkretionsraten, vor allem, weil schwarze Löcher keine Oberflächen aufweisen.

Neue Einblicke in die Krustenstruktur von Neutronensternen in binären Systemen führte zu neuen theoretischen Wegen bei der Erforschung der Erwärmung und Kühlung von akkretierenden Neutronensternen. Insbesondere Beobachtungen über Thermonukleare Röntgenblitze haben zu neuen Theorien geführt, die auf sehr niedrige Akkretionsraten zugeschnitten sind.

Mit einer breiteren Auswahl von sehr schwachen Röntgenquellen und Mehrwellenlängen-Beobachtungen konnte das EXTREMEPHYSICS-Team erfolgreich physikalische Mechanismen aufdecken, die diese mächtigen Objekte antreiben. Zur weiteren Untersuchung müssen Datenarchive von Röntgensatelliten nach weitere Quellen dieser Art geprüft werden.
 

Verwandte Informationen

Schlüsselwörter

Neutronensterne, schwarze Löcher, Röntgendoppelsterne, EXTREMEPHYSICS, Massenakkretionsrate  
Datensatznummer: 188439 / Zuletzt geändert am: 2016-08-31
Bereich: Energie