Schockwellen im Supernova-Überrest Cygnus-Schleife

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme der Cygnus-Schleife. Astronomen benutzten das Infrarot-Spektrometer an Bord des Spitzer-Weltraum-Teleskops, um die Eigenschaften der Schockwelle zu messen, die diese spektakuläre Schleife mit dem zugehörigen Staub und Gas hervorbringt. Copyright Martin Pugh


 
Supernova-Überreste (supernova remnants = SNRs) spielen eine wichtige Rolle im Lebenszyklus von Staub im interstellaren Medium. Wenn sich Schockwellen von Supernovae durch das interstellare Material bewegen, heizen sie Gas und Staub auf und zerstören einen bedeutenden Anteil an den Staubkörnern, wodurch sie hochschmelzende Elemente in die Gasphase freisetzen. Der durch die Schockwelle aufgeheizte Staub strahlt intensiv bei infraroten Wellenlängen, in denen viele atomare und molekulare Teilchen diagnostisch nützliche Linien aussenden. Dadurch sind Beobachtungen von SNR-Schockwellen im Infraroten für die Untersuchung von Eigenschaften der Schockwellen äußerst wichtig.
Die meisten SNRs in der Galaxis sind durch Staub verdeckt und können bei ultravioletten oder gar optischen Wellenlängen nur schwer entdeckt werden. In diesen Fällen liefert die Infrarot-Emission die vorrangige Quelle, strahlende Schockwellen zu untersuchen. Die Cygnus-Schleife, ein Überrest mittleren Alters, ist ein hervorragend geeignetes Objekt für die Untersuchung. Es ist hell und relativ nah (ungefähr 1.800 Lichtjahre entfernt). Die Cygnus-Schleife, nach ihrem spektakulären Erscheinungsbild im sichtbaren Licht benannt, zeigt die klassische Form einer „Schale“ und umfaßt einen reichen Satz an durch Schockwellen angeregte Emissionslinien über einen breiten Wellenlängenbereich.
Die Nähe der Cygnus-Schleife erlaubt eine sorgfältige Modellierung der durch die Schockwelle hervorgerufenen informativen Infrarotlinien von beachtlicher Genauigkeit. John Raymond und Terrance Gaetz, Astronomen am CfA, setzten mit ihren Kollegen das Infrarot-Spektrometer an Bord des Spitzer-Weltraum-Teleskops ein, um die Schockwellen dort zu untersuchen und haben dabei das Fehlen der vom Staub verursachten Strahlung bemerkt – zumindest in dem von ihnen überprüften Bereich – vermutlich, weil die Schockwellen die kleinen Körner zerstörten, die zu diesen Wellenlängen beitragen. Durch Kombination von IR-Spektrum mit einigen optischen und UV-Spektren stellten sie neben weiteren Einzelheiten fest, daß die Geschwindigkeit der Schockwelle bei etwa 150 km/s liegt und das Alter der Schleife ungefähr 1.000 Jahre beträgt.
Literatur:
“Spitzer IRS Observations of the XA Region in the Cygnus Loop Supernova Remnant”
Ravi Sankrit, John C. Raymond Manuel Bautista3, Terrance J. Gaetz, Brian J. Williams, William P. Blair, Kazimierz J. Borkowski, and Knox S. Long
The Astrophysical Journal, 787:3 (12pp), 2014 May 20