© Röntgenstrahlen: Chandra: NASA/CXC/SAO, IXPE: NASA/MSFC/J. Vink et al.; Optisch: NASA/STScI
Das Magnetfeld von Cassiopeia A verrät mehr über den explodierenden Stern.
Forscher haben das IXPE-Röntgenteleskop der NASA verwendet, um die Überreste eines explodierten Sterns zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen bei der Rekonstruktion der Supernova Cassiopeia A (Cas A).
Astronomen wählten Fall A für ihre Beobachtungen, weil die Supernova besonders schnelle Stoßwellen erzeugte. Sie trafen vor etwa 300 Jahren auf den Boden.
Die Überreste des Sterns erstrecken sich über einen Durchmesser von 29 Lichtjahren. Dort herrschen extreme Bedingungen und Teilchen werden fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.
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© Bild: NASA/CXC/SAO; IXPE: NASA/MSFC
© Bild: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/SAO; IXPE: NASA/MSFC/J. Vink et al.;
Die Polarisierung verrät mehr über die Supernova
Allerdings werden die Teilchen nicht ins All geschleudert, sondern laufen auf Kreisbahnen durch die Überreste der Sterne. Dabei entsteht Synchrotronstrahlung. Das ist elektromagnetische Strahlung, die auch im Teilchenbeschleuniger entsteht.
Diese Strahlung trägt Informationen über die Polarisation des Magnetfelds von Cassiopeia A und ermöglicht es ihnen, kleinere Prozesse innerhalb des Supernova-Überrests zu verfolgen.
Chaotische Magnetfelder
Besonders in der Nähe der Stoßfronten sind die Magnetfelder wirr und chaotisch, die Magnetfeldlinien kreuzen sich. Die Polarisation der Magnetfelder sei dort geringer, sagten die Forscher in einer Erklärung.
Frühere Studien zum Magnetfeld hatten gezeigt, dass Feldlinien wie die Speichen eines Rades funktionieren. Damals nahm man an, dass Synchrotronstrahlung überall in Supernova-Überresten vorkommt, aber nur 5 Prozent der Radiowellen sind polarisiert.
Beobachtungen mit dem Chandra-Röntgenteleskop hatten jedoch nahegelegt, dass die Magnetfeldlinien den Schockwellen am äußeren Rand der kreisförmigen Überreste folgen.
Sternenexplosionen erkunden
Neue Daten von IXPE zeigen nun, dass die magnetischen Feldlinien, die Licht polarisieren, eher radial als senkrecht verlaufen, wie bisher angenommen. „Die Ergebnisse geben einen einzigartigen Einblick in die Umgebung, die benötigt wird, um Elektronen auf solch hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen“, sagt Dmitry Prokhorov, Co-Autor der Studie, die hier als Vorabdruck gelesen werden kann und noch nicht verifiziert wurde.
Die Forscher hoffen nun, dass die Ergebnisse ihnen neue Einblicke in das geben, was während und nach Supernovae passiert.