FERMI & WISE
Zahlreiche neue Blazar-Kandidaten
von Stefan Deiters
astronews.com
29. August 2016

Durch den Vergleich von Daten des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) und des Gammastrahlenobservatoriums Fermi haben Astronomen eine überraschende Gemeinsamkeit der Strahlung von Blazaren in zwei sehr verschiedenen Wellenlängenbereichen nachgewiesen. Der Fund könnte künftig beim Aufspüren dieser Objekte helfen.

So stellt sich ein Künstler einen Blazar vor. Bild: NASA / JPL-Caltech / GSFC  [Großansicht]

Bei Blazaren handelt es sich um die Zentren von entfernten Galaxien, in denen sich aktive supermassereiche Schwarze Löcher verbergen. Durch den Vergleich von Daten des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) und des Fermi Gamma-ray Space Telescope haben Astronomen nun eine überraschende Entdeckung über die Strahlung gemacht, die von diesen Objekten ausgeht: Es scheint Gemeinsamkeiten zwischen der Strahlung im Gammastrahlenbereich und der im mittleren Infrarot zu geben.

"Dies verbindet zwei sehr unterschiedliche Formen von Licht, deren Energie sich um einen Faktor von zehn Milliarden unterscheidet", so Francesco Massaro von der Universität Turin. "Dies wird uns im Endeffekt dabei helfen, den Mechanismus zu verstehen, durch den Schwarze Löcher das Material in ihrer Umgebung in gewaltige Mengen von Energie umwandeln."

Bei über der Hälfte der mit dem Large Area Telescope von Fermi entdeckten Quellen von Gammastrahlung handelt es sich um Blazare. Die gewaltigen gebündelten Teilchenstrahlen, die aus unmittelbarer Umgebung des Schwarzen Lochs in den entfernten Galaxien ausgehen, sind bei Blazaren direkt zur Erde gerichtet, weshalb sie äußerst hell erscheinen. Zudem entsteht in diesen sogenannten Jets Gammastrahlung.

Mithilfe des Infrarot-Weltraumteleskops WISE wurde 2010 der gesamte Himmel kartiert und es wurden dabei mehr als eine halbe Milliarde Infrarotquellen erfasst. Die Astronomen begannen ein Jahr später damit, die von Fermi entdeckten Blazare mithilfe von WISE-Daten zu analysieren. "Durch WISE waren wir in der Lage, die Strahlung im mittleren Infrarotbereich von bekannten Gammastrahlen-Blazaren zu untersuchen", erläutert Raffaele D’Abrusco vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der die Studie zusammen mit Massaro durchführte. "Wir stellten fest, dass auf einem Diagramm, in das Fermi-Blazare entsprechend ihrer WISE-Farben eingetragen wurden, diese sich deutlich von anderen extragalaktischen Gammastrahlenquellen unterschieden."

Offenbar hinterlassen Elektronen, Protonen und andere Partikel, die in den Blazar-Jets beschleunigt werden, einen ganz besonderen Fingerabdruck in der Infrarotstrahlung. Das gleiche Muster lässt sich auch in der Gammastrahlung erkennen.

Rund tausend von Fermi entdeckte Gammastrahlenquellen konnte man bislang noch keinem Objekt zuordnen. Bei vielen dieser Quellen, so die Vermutung der Astronomen, dürfte es sich um Blazare handeln, doch fehlten bislang schlüssige Daten, um sie sicher klassifizieren zu können. Die Wissenschaftler schauten sich nun diese Quellen erneut an und suchten nach entsprechenden WISE-Infrarotquellen.

Unter Verwendung des neu entdeckten Gammastrahlen-Infrarot-Zusammenhangs konnten sie 130 potentielle Blazare identifizieren. Mithilfe weiterer Beobachtungen soll dieser Befund nun bestätigt werden. "Bei etwa einem Drittel aller Gammastrahlen-Objekte im jüngsten Fermi-Katalog weiß man bislang nicht, worum es sich genau handelt", so David Thompson, Fermi-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Diese Ergebnisse stellen einen wichtigen Schritt zu ihrem Verständnis dar."

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.