© NRAO/AUI/NSF, K. Golap, M. Goss; Wide Field Survey Explorer (WISE) der NASA.
Der Seekuhnebel könnte der Überrest einer Supernova sein. Im Inneren werden die Teilchen enorm beschleunigt.
Aus dem Kopf des Seekuhnebels (D50) werden Teilchen mit ungewöhnlich hoher Geschwindigkeit ins All geschossen. Forscher haben nun den Ursprung dieses kosmischen Teilchenbeschleunigers lokalisiert.
Der Seekuhnebel entstand vor etwa 30.000 Jahren. Es besteht aus den Überresten einer Supernova nach der Explosion eines Riesensterns. Er liegt etwa 18.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Adler. Er wurde 2013 (engl. Manatee Nebula) benannt, weil er wie eine schwimmende Seekuh aussieht.
Materialfluss beobachtet
In seinem Zentrum befindet sich der Mikroquasar SS 433, also ein Schwarzes Loch. Laut einer Pressemitteilung ist es der einzige bekannte Supernova-Überrest mit einem Schwarzen Loch. Dabei treten starke Materialströme (Jets) aus. Die Teilchen werden mit fast einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit ausgeschleudert.
Für die Analyse verwenden die Forscherin Samar Safi-Harb von der University of Manitoba, Kanada, und ihr internationales Team Daten des XMM-Newton-Teleskops der ESA sowie von NuSTAR und Chandra. Sie konnten feststellen, dass der Startpunkt des rechten Jets (lila im Bild unten) in einer Entfernung von etwa 100 Lichtjahren die höchste Energie hat. Sie hat eine Ausdehnung von etwa 300 Lichtjahren. Der gesamte Nebel hat einen Durchmesser von 6,2 Billionen Kilometern (650 Lichtjahre).
© S. Safi-Harb et al. (2022)
Schneller als jeder Teilchenbeschleuniger auf der Erde
Durch einen ungewöhnlich hochenergetischen Beschleunigungsprozess werden die Teilchen extrem schnell und energiereich. Der Astronom vermutet, dass die aus dem pechschwarzen Loch ausgestoßene Materie durch hochenergetische Strahlung wieder angeregt wird. Dies könnte auf erhöhte Magnetfelder und Schockwellen zurückzuführen sein, die durch das sich ausdehnende Gas verursacht werden.
Damit ist der Seekuhnebel ein Kandidat für ein „PeVatron“, einen Ort, an dem kosmische Strahlung mit einer Energie von Petaelektronenvolt (1015 Elektronenvolt), der höchsten Energieeinheit der Teilchenphysik, aufgeladen wird (Elementarladung x Volt = eV). Zum Vergleich: Der Large Hadron Collider des CERN bewältigt maximal 6,8 Teraelektronenvolt (1012 eV). Die Studie wird im Astrophysical Journal erscheinen und kann hier als PDF abgerufen werden.