Das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA nutzte Daten aus 14 Jahren, um einen atemberaubenden Zeitrafferfilm des gesamten Himmels zu erstellen und das dynamische Universum einzufangen. Der Film beleuchtet den Weg der Sonne, das Gammastrahlenglühen der Milchstraße und entfernte Galaxien, die als „Quasare“ bekannt sind. Der Film enthüllt die Schönheit und Komplexität des Universums und zeigt hochenergetische Ereignisse innerhalb und außerhalb der Milchstraße, einschließlich der Explosion eines supermassereichen Schwarzen Lochs.
Das Fermi-Weltraumteleskop der NASA enthüllt einen 14-jährigen Zeitrafferfilm, der das dynamische Universum durch Gammastrahlenaufnahmen enthüllt. Der Film beleuchtet das Gammastrahlenglühen der Milchstraße, Sonneneruptionen und entfernte Galaxien, die von Schwarzen Löchern angetrieben werden. In dem Zeitrafferfilm über den gesamten Himmel, der auf Daten basiert, die über einen Zeitraum von 14 Jahren gesammelt wurden, erwacht das Universum zum Leben. Vor dem Hintergrund hoher Energiequellen innerhalb und außerhalb der Milchstraße strahlt unsere Sonne gelegentlich blendendes Licht aus und bahnt sich leise einen Weg über den Himmel.
„Das helle und gleichmäßige Gammastrahlenglühen der Milchstraße wird durch mächtige Ausbrüche nahezu lichtschneller Jets unterbrochen, die von supermassereichen Schwarzen Löchern in den Kernen entfernter Galaxien angetrieben werden und tagelang andauern“, sagte Seth Digel, leitender Wissenschaftler am SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Kalifornien. „Diese dramatischen Ausbrüche können überall am Himmel auftreten und ereignen sich vor Millionen bis Milliarden Jahren. Ihr Licht erreichte gerade Fermi, als wir es beobachteten.“
Gammastrahlen sind das energiereichste Licht. Der Film zeigt die Intensität von Gammastrahlen mit Energien über 200 Millionen Elektronenvolt, die zwischen August 2008 und August 2022 vom Fermi Large Area Telescope (LAT) erfasst wurden. Zum Vergleich: Sichtbares Licht hat eine Energie zwischen 2 und 3 Elektronenvolt. Hellere Farben markieren die Standorte stärkerer Gammastrahlenquellen.
In einem Film sieht man als Erstes eine Lichtquelle, die sich gleichmäßig über die Leinwand bewegt. „Dies ist unsere Sonne, und ihre Oberflächenbewegung spiegelt die jährliche Umlaufbewegung der Erde um die Sonne wider“, sagte Judy Racusin, assoziierte Wissenschaftlerin bei Fermi.
In den meisten Fällen erkennen großflächige Weltraumteleskope die Sonne nur schwach, was durch beschleunigende Teilchen namens kosmische Strahlung verursacht wird – Kollisionen mit Atomkernen, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Gammastrahlen entstehen, wenn sie auf das Gas der Sonne und sogar auf das von ihr emittierte Licht treffen. Manchmal wird die Sonne jedoch plötzlich heller und erzeugt starke Energieausbrüche, sogenannte Sonneneruptionen, die unseren Stern kurzzeitig zu einer der hellsten Gammastrahlenquellen am Himmel machen.
Der Film zeigt den Himmel aus zwei verschiedenen Perspektiven. Die rechteckige Ansicht zeigt den gesamten Himmel zentriert auf das Zentrum der Milchstraße. Dadurch wird die Zentralebene der Milchstraße hervorgehoben, die Gammastrahlen aussendet, die durch kosmische Strahlung erzeugt werden, die auf interstellares Gas und Sternenlicht trifft. Darüber hinaus gibt es in der Milchstraße viele weitere Quellen, darunter Neutronensterne und Supernova-Überreste. Über und unter diesem zentralen Band sehen wir das weitere Universum jenseits der Milchstraße, voller heller, sich schnell ändernder Lichtquellen.
Bei den meisten davon handelt es sich tatsächlich um weit entfernte Galaxien, die aus verschiedenen Perspektiven am Nord- und Südpol der Milchstraße besser betrachtet werden können. Jede dieser als Blazare bekannten Galaxien hat in ihrem Zentrum ein Schwarzes Loch mit einer Masse, die einer Million Sonnen oder mehr entspricht.
Irgendwie erzeugen diese Schwarzen Löcher sich extrem schnell bewegende Materiestrahlen, und wir können fast direkt in einen dieser Strahlen hineinblicken, eine Perspektive, die ihre Helligkeit und Variabilität verstärkt. „Das sagt uns, dass sich am Jet etwas verändert hat“, sagte Racusin. „Wir beobachten diese Himmelsquellen regelmäßig und alarmieren andere Teleskope im Weltraum und auf der Erde, wenn etwas Interessantes passiert. Wir müssen diese Fackeln schnell einfangen, bevor sie verschwinden, und je mehr Beobachtungsdaten wir sammeln können, desto besser können wir diese Ereignisse verstehen.“
Fermi spielt eine Schlüsselrolle in einem wachsenden Netzwerk von Missionen, die zusammenarbeiten, um diese im Universum stattfindenden Veränderungen zu erfassen.
Viele dieser Galaxien sind sehr weit entfernt. Beispielsweise hat sich das Licht einer Fackel namens 4C+21,35 4,6 Milliarden Jahre lang bewegt, was bedeutet, dass die Fackeln, die wir heute sehen, tatsächlich zu der Zeit auftraten, als sich die Sonne und das Sonnensystem zu bilden begannen. Andere helle Sterne sind mehr als doppelt so weit entfernt und zusammen liefern sie einen atemberaubenden Schnappschuss der Aktivität Schwarzer Löcher im Laufe der kosmischen Zeit.
Viele der kurzlebigen Ereignisse, die Fermi untersucht hat, wie etwa Gammastrahlenausbrüche, die stärksten Explosionen im Universum, sind in der Zeitrafferfotografie nicht sichtbar. Dies ist das Ergebnis der Schärfung des Bildes durch die Verarbeitung mehrerer Tage an Daten.
Das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop ist eine von Goddard geleitete Zusammenarbeit zwischen Astrophysik und Teilchenphysik. Das Fermi-Teleskop wurde in Zusammenarbeit mit dem US-Energieministerium mit wichtigen Beiträgen von akademischen Institutionen und Partnern in Frankreich, Deutschland, Italien, Japan, Schweden und den Vereinigten Staaten entwickelt.
Zusammengestellte Quelle: ScitechDaily