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Autor: Daniel Schiller / 10. Januar 2008, 13:31 Uhr

Verteilung der Antimaterie in unserer Galaxie

Die Auswertung der Daten INTEGRALS zeigen, dass die Antimaterie im Zentrum der Milchstraße nicht gleich verteilt ist, sondern einseitig eine höhere Dichte aufweist. Ursache und Quelle für diesen Unterschied könnten Doppelsterne sein.

ESA
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ESA

Künstlerische Darstellung von INTEGRAL.
(Bild: ESA)
ESA/ Integral/ MPE (G. Weidenspointner et al.)

Bild vergrößernDurch INTEGRAL aufgenommene Quellen der 511keV-Strahlung in der Milchstraße mit erkennbar höherer Dichte einseitig vom Zentrum.
(Bild: ESA/ Integral/ MPE (G. Weidenspointner et al.))
Das europäische Observatorium INTEGRAL erforscht seit 2002 Objekte im Universum, welche Gammastrahlen aussenden. Quellen dieser Strahlung sind Objekte, an denen hochenergetische Prozesse ablaufen, z.B. schwarze Löcher, Gammastrahlenausbrüche und Supernovae.

Schon in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde beobachtet, dass uns aus dem Zentrum der Milchstraße fortlaufend Photonen mit der exakten Energie von 511 keV (Kilo-Elektronen-Volt) erreichen. Diese Photonen werden bei der Zerstrahlung von Elektronen und Positronen, also von Materie und Antimaterie, erzeugt. Im Zentrum unserer Galaxie müssen demnach große Mengen an Antimaterie vorhanden sein, bzw. ständig neu gebildet werden.

Über die mögliche Quelle der Positronen wurde lange spekuliert. Unter anderem wurden Sternenexplosionen und zerfallende dunkle Materie als Entstehungsorte und -prozesse vermutet. Die Aufnahmen INTEGRALS zeigen jetzt, dass die Enstehungsorte der 511 keV-Photonen nicht gleichmäßig um das Zentrum der Galaxie verteilit sind, wie es v.a. bei dunkler Materie als Quelle zu vermuten wäre. Vielmehr zeigt sich in den Daten eine einseitige Konzentration. Gleichzeitig wurde diese Abweichung mit dem Auftreten einer Klasse von Doppelsternsystemen korreliert, was diese als Quelle der Antimaterie erscheinen lässt.

In einem Doppelsternsystem umkreisen sich zwei Sterne gegenseitig. Ist einer der beiden Partner deutlich massereicher als sein Gegenüber, kann er ihm Materie entreisen. Beim Sturz der Materie in den Stern wird diese komprimiert und aufgeheizt. Bei einer bestimmten Klasse der Doppelsterne, den LMXB (Low Mass X-ray Binaries) ist der schwere Partner ein schwarzes Loch oder ein Neutronenstern. In diesen Systemen kann die einfallende Materie so stark erhitzt werden, dass sich Positron-Elektron-Paare bilden können. Damit könnten die LMXB die Haupquelle für Positronen in der Milchstraße sein. Ein ähnlicher Bildungsprozess könnte sich auch im Umfeld des supermassiven schwarzen Lochs im Milchstraßenzentrum selbst abspielen.

Die gefundenen Ergebnisse müssen jetzt weiter geprüft und verbessert werden, um den vermuteten Zusammenhang zu verifizieren.

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