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Hauptmission für Fermi abgeschlossen, viele andere Aufgaben warten noch

23. August 2013

Während der fünfjährigen Hauptmission zeichnete das Fermi Gamma-ray Space Telescope der NASA ein immer detaillierteres Porträt der außergewöhnlichsten Phänomene im Universum, von riesigen schwarzen Löchern in den Herzen weit entfernter Galaxien bis hin zu Gewittern auf der Erde. Doch seine Aufgabe ist noch nicht beendet: Am 11. August begann Fermi die nächste Phase seiner Mission, eine noch tiefere Untersuchung des Kosmos bei sehr hohen Energien. Dies ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg zu geplanten 10jährigen Beobachtungen, die mindestens bis 2018 fortgeführt werden sollen. MPE-Wissenschaftler nutzen Daten von beiden Instrumenten an Bord von Fermi, von denen eines unter anderem vom MPE gebaut wurde.

Fermi revolutionierte unsere Sicht des Universums im Bereich der Gammastrahlen, der energiereichsten Form von Licht. Die Ergebnisse des Observatoriums geben neue Einblicke in viele hochenergetische Prozesse, von schnell rotierenden Neutronensternen, auch Pulsare genannt, in unserer eigenen Galaxie, bis hin zu Jets, die von massereichen Schwarzen Löchern in fernen, jungen Galaxien angetrieben werden.

Dieses Bild zeigt den gesamten Himmel bei Energien oberhalb von 1 GeV basierend auf Daten, die im Laufe von fünf Jahren mit dem LAT-Instrument an Bord von Fermi gesammelt wurden. Hellere Farben zeigen hellere Gamma-Quellen. Bild vergrößern
Dieses Bild zeigt den gesamten Himmel bei Energien oberhalb von 1 GeV basierend auf Daten, die im Laufe von fünf Jahren mit dem LAT-Instrument an Bord von Fermi gesammelt wurden. Hellere Farben zeigen hellere Gamma-Quellen. [weniger]

Das Large Area Telescope (LAT), das Hauptinstrument der Mission, scannt alle drei Stunden den gesamten Himmel. Die modernen Detektoren haben eine schärfere Sicht, ein größeres Sichtfeld und sind in einem breiteren Energiebereich empfindlich als jedes ähnliche Instrument, das je zuvor geflogen ist. MPE lieferte unter anderem Software für LAT und trägt zur Datenanalyse von diesem Instrument bei.

Fermis zweites Instrument, der Gamma-ray Burst Monitor (GBM), sieht immer den kompletten Himmel, mit Ausnahme des Ausschnitts, der von der Erde blockiert wird. Aufgrund dieser vollständigen Himmelsabdeckung kann Fermi mehr Gamma-ray Bursts erkennen - und zwar über einen breiteren Energiebereich - als jede andere Mission. Die Astronomen glauben, dass diese Explosionen, die energiereichsten im Universum, die Geburt von neuen stellaren Schwarzen Löchern begleiten. Mehr als 1.200 Gamma-ray Bursts, sowie 500 Ausbrüche unserer Sonne und auch ein paar hundert Ausbrüche von stark magnetisierten Neutronensternen in unserer Galaxie sind vom GBM gesehen worden – genauso wie fast 800 Gammastrahlen-Blitze von Gewittern. Diese flüchtigen Ausbrüche dauern nur wenige Tausendstel einer Sekunde, aber ihre Emission zählt zum energiereichsten Licht, das natürlich auf der Erde vorkommt. Der GBM, dessen Betrieb bis heute fehlerfrei läuft, wurde in enger Zusammenarbeit zwischen Kollegen in den USA an der University of Alabama in Huntsville und dem Marshall Space Flight Center, sowie dem MPE unter Beteiligung deutscher Industrieunternehmen gebaut und getestet; diese Kollaboration ist auch für den Betrieb des Detektors und die Analyse der Daten verantwortlich.

Eines der verblüffendsten Ergebnisse von Fermi bisher war die Entdeckung von riesigen Blasen, die sich mehr als 25.000 Lichtjahre oberhalb und unterhalb der Ebene unserer Galaxis erstrecken. Die Wissenschaftler glauben, dass diese Strukturen sich bildeten als Folge von Ausbrüchen aus dem Schwarzen Loch mit 4 Millionen Sonnenmassen im Herzen unserer Galaxis.

Aufbauend auf den bisherigen Erfolg der Mission denkt das Team über eine neue Beobachtungsstrategie nach, bei der LAT tiefere Aufnahmen des zentralen Bereich der Milchstraße machen soll, einem Bereich voll mit Pulsaren und anderen Quellen hoher Energie. Diese Region sollte auch einer der besten Orte sein, um nach Gammastrahlen-Signalen von dunkler Materie zu suchen, einer schwer fassbaren Substanz, die sichtbares Licht weder emittiert noch absorbiert. Einige Theorien sagen voraus, dass die dunkle Materie aus exotischen Teilchen besteht, die einen Gammastrahlenblitz erzeugen, wenn sie miteinander wechselwirken.