26Al Radioaktivität in unserer
Galaxis
(Dies ist eine deutsche
Version der Original-Website in englischer Sprache. Die englischsprachige
Version ist u.U.
aktueller)
Kosmische
Element-Entstehung kann man auf verschiedenartige Weise astronomisch
vermessen, allerdings meist indirekt. Beispielsweise dienen
Absorptionslinien in Sternspektren, oder auch Massemspektroskopie von
Einschlüssen in Meteoriten, diesem Zweck. Gammastrahlung entsteht,
wenn radioaktive Nebenprodukte kosmischer Kernfusions-Prozesse im
interstellaren Raum zerfallen; damit kann die Messung solch
charakteristischer Gamma-Linienstrahlung vergleichsweise direkt in die
Produktion spezifischer Isotope umgerechnet werden. Dennoch, die
Messtechnik ist kompliziert, da Gammastrahlung sehr durchdringend ist,
und ausserdem in den Teleskopen slebst durch kosmische Strahlung
erzeugt wird; Bildauflösungen im Grad-Bereich, und
Signal-zu-Hintergrundsverhältnisse im %-Bereich kennzeichnen den
Stand der Technik. Lohnend ist diese 'Astronomie mit Gammastrahlen'
dennoch: Die Messdaten spiegeln, im Gegensatz zu den meisten anderen
Methoden, isotopische Häufigkeiten wider, unbeeinflusst von
physikalischen Bedingungen der Quell-Umgebung wie Temperatur, Dichte,
Ionisationszustand, und praktisch nicht abgeschwächt durch etwaige
interstellare Wolken im Vordergrund (Durchdringungsfähigkeit
~einige g/cm2). Langlebige radioaktive Isotope wie 26Al (t~1.04
Millionen Jahre) spiegeln zudem den kinematischen Zustand
interstellaren Gases in der ungewöhnlichen Umgebung solcher
Element-Entstehungsorte wider, wie es sich mit anderen Methoden nur
schwer untersuchen lässt. In der Hochenergie-Astrophysik-Gruppe
des MPE wird 26Al Gamma-Emission untersucht seit den Anfängen der
Instrument-Entwicklung der "Compton-Teleskope" in den 1970er Jahren.
Erste Resultate ergaben sich von unserem ballongetragenen Instrument
(1982), danach karthographierten wir die 26Al Emission des gesamten
Himmels mit dem COMPTEL Instrument auf dem NASA space observatory
'Compton' (1991-2000), spektrosopische Studien führen wir mit dem
SPI Spectrometer auf ESA's INTEGRAL Weltraummission durch (2002 bis
heute).
Wissenschaftliche
Resultate zu 26Al: Abbildende Untersuchungen mit COMPTEL (Compton
Gamma-Ray Observatory), Spektroskopie mit SPI (INTEGRAL)
zusammengestellt
von Roland
Diehl
(wenn Sie Material von dieser
Webseite verwenden oder kopieren, bitten wir um Angabe der Quelle,
entweder wie bei dem jeweiligen Resultat angegeben, oder generell von MPE Garching/Roland Diehl
. Danke!)
Neuigkeiten
(Januar 2006):
Bestimmung
der Supernova-Rate in der Galaxis über Radioaktivität
Mit dem Spektrometer auf dem
ESA Gammastrahlen-Observatorium INTEGRAL wurde durch präzise
Messung der Gamma-Linie radioaktiven 26Al-Zerfalls (T1/2~720000
Jahre) gezeigt, dass diese Radioaktivität die Gesamtheit sehr
massereicher und damit junger Sterne in der Galaxis widerspiegelt.
Radioaktives 26Al
wird zusammen mit
anderen neu fusionierten Elementen in den interstellaren Raum
geschleudert,
wenn massereiche Sterne am Ende ihrer Entwicklung ankommen und
schliesslich als
Supernova explodieren. Mit dem Gamma-Spektrometer SPI auf INTEGRAL
konnte ein
internationales Forscherteam unter Führung des MPE die Gammalinie
dieses
Zerfalls mit bisher unerreichter Präzision messen. Entlang der
Richting zum
ansonsten meist durch Gaswolken verdeckten Innenbereich der
Milchstrasse zeigte
sich in den Daten die Rotations-Signatur der Galaxis über den
Doppler-Effekt.
Damit konnten die Forscher schliessen, dass die uns erreichende 26Al
Strahlung aus den Tiefen der gesamten Galaxis stammt. Die Gesamtmenge
radioaktiven 26Al entspricht damit einer Rate von 2
Supernova-Explosionen massereicher Sterne (d.h. "Typ Ib/c und II") pro
Jahrhundert in unserer
Galaxis.

(Veranschaulichung
der 26Al-Astronomie: Radioaktiver Zerfall von 26Al erzeugt das 26Mg
Isotop in einem angeregten Zustand, die Anregungsenergie wird als
Gamma-Photon abgestrahlt. INTEGRAL misst diese Gammastrahlung set
dem Start des Satelliten Oktober 2002. Genaue Messungen zeigten die
Signatur der Rotation in der Milchstrasse, da die Gamma-Linienenergie
durch den Doppler-Effekt verschoben erscheint. (pdf
pdf2, und jpg
Versionen des Bildes)
- Abbildungen und Himmelskarten
- Himmelskarte
in 26Al Gammastrahlen (von COMPTEL):
pdf, jpg, jpg_dt
- Instrumente der Gamma-Astronomie
- INTEGRAL und das Spektrometer SPI: INTEGRAL
( jpg), SPI
(jpg)
- Das Compton Gamma-ray Observatory und das
COMPTEL Teleskop: CGRO
(gif),
COMPTEL
( jpg)
- Spektroskopie
- Hochaufgelöstes
Spektrum aus der inneren Galaxis:
pdf, jpg
- Signatur
galaktischer Rotation und Gamma-Linien-Positionen:
- Spektren
aus der inneren
Galaxis: pdf, jpg
- Linienpositionen entlang der galaktischen
Ebene:
pdf, jpg
- Texte
- Allgemein/deutsche Texte:
- Speziellere
Texte (in englischer Sprache)
- 26Al Spectroscopy with SPI (Paper
in 'Astronomy & Astrophysics', Jan 2006): pdf
- 26Al and Massive Stars (Paper in 'Nature',
Jan 2006): pdf
- 26Al:
Observations versus Theory (Paper in Physics Reports, 1996): pdf
- Zeitschriften/Zeitungs-Echo
- ESA's
INTEGRAL "Bild
des Monats"
Januar
2006:
pdf, jpg Juli
2003:
pdf, jpg
- MPG
Journal MaxPlanck Forschung 4/2005 (pdf)
- Presse-Mitteilungen
Jan 2006: MPG (pdf)
/ ESA
(pdf)
- Zeitungs-Artikel:
Süddeutsche Zeitung(jpg), Frankfurter Allgemeine Zeitung (pdf)
- Internet-Seiten

Weitere
Details: siehe englischsprachige Version
copyright Roland
Diehl, MPE Garching
21Mar2006