Multi-Messenger-Astronomie - Multi-messenger astronomy

Multi-Messenger-Astronomie ist Astronomie, die auf der koordinierten Beobachtung und Interpretation unterschiedlicher "Messenger" -Signale basiert. Interplanetare Sonden können Objekte innerhalb des Sonnensystems besuchen, aber darüber hinaus müssen Informationen auf "extrasolare Botenstoffe" angewiesen sein. Die vier extrasolaren Botenstoffe sind elektromagnetische Strahlung , Gravitationswellen , Neutrinos und kosmische Strahlung . Sie entstehen durch unterschiedliche astrophysikalische Prozesse und enthüllen so unterschiedliche Informationen über ihre Quellen.

Es wird erwartet, dass die wichtigsten Multi-Messenger-Quellen außerhalb der Heliosphäre kompakte binäre Paare ( Schwarze Löcher und Neutronensterne ), Supernovae , unregelmäßige Neutronensterne, Gammastrahlenausbrüche , aktive galaktische Kerne und relativistische Jets sind . In der folgenden Tabelle sind verschiedene Arten von Ereignissen und erwarteten Messenger aufgeführt.

Die Erkennung von einem Messenger und die Nichterkennung von einem anderen Messenger kann ebenfalls informativ sein.

Ereignistyp Elektromagnetisch Kosmische Strahlung Gravitationswellen Neutrinos Beispiel
Sonneneruption Ja Ja - - - - SOL1942-02-28
Supernova Ja - - vorhergesagt Ja SN 1987A
Neutronensternfusion Ja - - Ja vorhergesagt GW170817
Blazar Ja möglich - - Ja TXS 0506 + 056
Gezeitenstörungsereignis Ja möglich möglich Ja möglicherweise AT2019dsg

Netzwerke

Das Supernova-Frühwarnsystem (SNEWS), das 1999 im Brookhaven National Laboratory eingerichtet und seit 2005 automatisiert wurde, kombiniert mehrere Neutrino-Detektoren, um Supernova-Warnungen zu generieren. (Siehe auch Neutrinoastronomie ).

Das 2013 gegründete Astrophysical Multimessenger Observatory Network (AMON) ist ein umfassenderes und ehrgeizigeres Projekt, um den Austausch vorläufiger Beobachtungen zu erleichtern und die Suche nach Ereignissen unterhalb der Schwelle zu fördern, die für kein einzelnes Instrument wahrnehmbar sind. Es hat seinen Sitz an der Pennsylvania State University.

Meilensteine

  • 1940er Jahre : Einige kosmische Strahlen bilden sich in Sonneneruptionen .
  • 1987 : Supernova SN 1987A emittierten Neutrinos , die festgestellt wurden am Kamiokande -II, IMB und Baksan neutrino Beobachtungsstellen , ein paar Stunden vor dem Supernova Licht wurde mit optischen Teleskopen detektiert.
  • August 2017 : Eine Neutronensternkollision in der Galaxie NGC 4993 erzeugte das Gravitationswellensignal GW170817 , das von der LIGO / Virgo- Kollaboration beobachtet wurde. Nach 1,7 Sekunden wurde es vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop und INTEGRAL als Gammastrahlenexplosion GRB 170817A beobachtet , und sein optisches Gegenstück SSS17a wurde 11 Stunden später am Las Campanas-Observatorium , dann vom Hubble-Weltraumteleskop und der Dunkelheit entdeckt Energiekamera . Ultraviolette Beobachtungen des Neil Gehrels Swift Observatory , Röntgenbeobachtungen durch den Chandra und Radio Beobachtungen des Very Large Array ergänzt die Detektion. Dies war das erste Gravitationswellenereignis, das mit einem elektromagnetischen Gegenstück beobachtet wurde, und markierte damit einen bedeutenden Durchbruch für die Multi-Messenger-Astronomie. Die Nichtbeobachtung von Neutrinos wurde darauf zurückgeführt, dass die Jets stark außerhalb der Achse lagen. Am 9. Dezember 2017 meldeten Astronomen eine Aufhellung der Röntgenemissionen von GW170817 / GRB 170817A / SSS17a.
  • September 2017 (angekündigt im Juli 2018): Am 22. September wurde das Neutrino-Ereignis IceCube-170922A mit extrem hoher Energie (ca. 290 TeV) von der IceCube Collaboration aufgezeichnet , die eine Warnung mit Koordinaten für die mögliche Quelle sendete. Der Nachweis von Gammastrahlen über 100 MeV durch die Fermi-LAT- Kollaboration und zwischen 100 GeV und 400 GeV durch die MAGIC- Kollaboration aus dem Blazar TXS 0506 + 056 (berichtet am 28. September bzw. 4. Oktober) wurde als positionell konsistent mit dem Neutrinosignal angesehen . Die Signale können durch hochenergetische Protonen erklärt werden, die in Blazar-Jets beschleunigt werden und neutrale Pionen (Zerfall in Gammastrahlen) und geladene Pionen (Zerfall in Neutrinos) erzeugen. Dies ist das erste Mal, dass ein Neutrino-Detektor verwendet wurde, um ein Objekt im Raum zu lokalisieren, und eine Quelle für kosmische Strahlung identifiziert wurde.
  • Oktober 2019 (angekündigt im Februar 2021): Am 1. Oktober wurde bei IceCube ein hochenergetisches Neutrino nachgewiesen, und Folgemessungen in sichtbarem Licht, Ultraviolett, Röntgenstrahlen und Radiowellen identifizierten das Gezeitenstörungsereignis AT2019dsg als mögliche Quelle.

Verweise

Externe Links