Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

1.3. GALAXIEN BEI ANDEREN FREQUENZEN 59
Englischen den Namen ’fluence’. Sie ist das Integral von Leuchtkraft und Zeit (Dimension erg cm−2 ).
Viele Phänomene (Aktivität genannt) spielen sich innerhalb von Stunden oder gar Minuten ab, und das
oft nur ein einziges Mal: Wer zu spät kommt, den bestraft das Leben.
Bei den Gamma Bursts, die teilweise harte (100 keV bis 1 MeV) Röntgen Bursts sind, ist die Situation
noch extremer: viele sind kürzer als eine Sekunde.
Solche Gamma Bursts werden klassifiziert nach dem Flussintegral, engl. ’fluence’ genannt. Die Größe
’fluence’, Energie pro Fläche,
�
E = fodto
hat bisher kein eigenes Symbol, mangels besserem wird es hier mit E bezeichnet.
Die Entdeckung der ersten Quellen
Die erste (von H. Friedmann) untersuchte Quelle von Röntgenstrahlung war natürlich die Sonne. Der
mittlere Röntgen Fluß in der Entfernung der Erde beträgt 10 6 Photonen pro cm 2 und Sekunde. Abgesehen
davon und analog zur Radio-Astronomie beginnt auch die Röntgen Astronomie mit der völlig
unerwarteten Entdeckung einzelner starker Quellen unbekannter Art. Sterne wie die Sonne wären bereits
in 1 Parsec Entfernung nicht mehr beobachtbar gewesen (mit der damaligen Technologie).
• DEFINITION (NOMENKLATUR)
Die Röntgen Astronomie beginnt mit Ballon und Raketenbeobachtungen im weichen Röntgenbereich. Hier wurde als Nomenklatur
z. B. für die erste Quelle, die in der Konstellation Scorpius entdeckt wurde, Sco X-1 gewählt. Analoges gilt für
die erste Quelle in Herkules, Her X-1 und die Quellen in Cygnus wurden mit Cyg X-1, Cyg X-2 und Cyg X-3 bezeichnet.
Da das Alfabet dafür bekanntlich nicht geeignet ist, hat man anschließend die frühe Pulsar Nomenklatur (α, δ) mit individueller
Katalogbezeichnung, die den Namen des Instruments bzw. der Beobachter erkennen läßt, gewählt.
Im harten Röntgenbereich und im Gammabereich, wo die Positionsgenauigkeit wesentlich geringer ist, hat man allerdings
anstatt (α, δ) die galaktischen Koordinaten l und b gewählt. Besonders viele Quellen wurden in der Nähe des galaktischen
Zentrums gefunden: Sie erhielten Bezeichnungen, die in Andeutung der gal. Koordinaten gewählt wurden, wie GX9+1
oder GX5−1.
Die eigentliche Entdeckung (akkretierender Neutronensterne) kam mehr aus Neugier, die mögliche
Existenz von Röntgenquellen, die mit der damaligen Technologie hätte nachgewiesen werden können,
war theoretisch nicht vorhergesehen und als Extrapolation der Sonnendaten auch nicht zu erwarten
gewesen. Pulsare waren 1960 noch nicht entdeckt.
Die Pioniere der Röntgen Astronomie waren Bruno Rossi (MIT und AS&E), Herbert Friedmann (NRL)
und, als Entdecker der ersten Röntgen Quelle, Riccardo Giacconi (AS&E) und seine Gruppe von Mitarbeitern.
Die erste Röntgen Quelle, die (mit einer Raketenbeobachtung und zwei Geiger Zählern) 1961 gefunden
wurde, war unerwartet stark. Sie ist die bis heute die hellste, persistente
Röntgen Quelle in der Milchstraße und liegt in der Konstellation Scorpius.
Ausgerechnet die stärkste Quelle ist ein extremer Ausnahmefall. Erst
1975 gelang die endgültige und eindeutige optische Identifizierung mit
dem Veränderlichen Stern V818Sco (als Begleiter).
Die meisten Punkt Quellen in der Milchstraße sind mittlerweile mit akkretierenden
Neutronensternen identifiziert, die ausgedehnten mit Supernova
Überresten. Eine wichtige Grobeinteilung der Punkt Quellen ist
nach der Masse des Begleiters, eine andere nach dem Alter und dem Magnetfeld
des Neutronensterns. Viele starke Punkt Quellen sind Pulsare.
Die hellste, persistente Röntgen Quelle, Sco X-1, hat einen Fluß von
spektral fν ≈ 20.000 µJy und integral f = 3 · 10−7 erg cm−2 s−1 Daten zu Sco X-1
Sco X-1 = 3U 1617−15
= X 1617−155 = V818Sco
l Grad 359.09
b Grad 23.77
D pc 800
fν mJy 20
Lx erg s
. Die
Entfernung beträgt nur D ≈ 800 pc, was eine Röntgen Leuchtkraft von
−1 3 · 1037 Lx/Lopt
500
Porb d 0.787
Tab. 1.21: Sco X-1