Afbeelding tegoed: ESA
Het Integral gamma-ray observatorium van de European Space Agency heeft een nieuwe kaart van de Melkweg in het gamma-ray spectrum geproduceerd. Maar de vraag is: wat produceert al dit aluminium? Sommige astronomen geloven dat deze kunnen worden veroorzaakt door specifieke objecten in de Melkweg, zoals rode reuzensterren of hete blauwe sterren. Een andere mogelijkheid is dat het wordt geproduceerd als onderdeel van supernova-explosies. Integral helpt dit mysterie te doorgronden.
ESA's gammastraal-observatorium Integral boekt uitstekende vooruitgang en brengt de Melkweg in kaart op belangrijke gammastraalgolflengten.
Het is nu klaar om astronomen hun meest waarheidsgetrouwe beeld te geven van recente veranderingen in de chemische samenstelling van de Melkweg. Tegelijkertijd heeft het een 'antimaterie'-mysterie in het centrum van de Melkweg bevestigd.
Sinds de vorming van een wolk van waterstof en heliumgas, ongeveer 12 000 miljoen jaar geleden, is de Melkweg geleidelijk verrijkt met zwaardere chemische elementen. Hierdoor konden planeten en inderdaad het leven op aarde ontstaan.
Tegenwoordig verspreidt een van die zwaardere elementen - radioactief aluminium - zich door de hele Melkweg en verspreidt bij het verval in magnesium gammastralen met een golflengte die bekend staat als de '1809 keV-lijn'. Integral heeft deze emissie in kaart gebracht met als doel precies te begrijpen wat al dit aluminium produceert.
Integral kijkt in het bijzonder naar de aluminium ‘hotspots’ die op de Melkweg staan om te bepalen of deze worden veroorzaakt door individuele hemellichamen of de toevallige uitlijning van veel objecten.
Astronomen geloven dat de meest waarschijnlijke bronnen van het aluminium supernova's zijn (exploderende sterren met een hoge massa) en aangezien de vervaltijd van het aluminium ongeveer een miljoen jaar is, laat de kaart van Integral zien hoeveel sterren er in de recente hemelgeschiedenis zijn gestorven. Andere mogelijke bronnen van het aluminium zijn ‘rode gigantische’ sterren of hete blauwe sterren die het element op natuurlijke wijze verspreiden.
Om tussen deze opties te kiezen, brengt Integral ook radioactief ijzer in kaart, dat alleen wordt geproduceerd in supernovae. Theorieën suggereren dat tijdens een supernova-explosie aluminium en ijzer samen moeten worden geproduceerd in hetzelfde gebied van de exploderende ster. Dus als de distributie van het ijzer samenvalt met die van het aluminium, zal het bewijzen dat de overgrote meerderheid van aluminium inderdaad afkomstig is van supernovae.
Deze metingen zijn moeilijk en tot dusver niet mogelijk geweest, aangezien de gammastraling van radioactief ijzer ongeveer zes keer zwakker is dan die van aluminium. Maar aangezien ESA's krachtige Integral-observatorium in de loop van volgend jaar meer gegevens verzamelt, zal het eindelijk mogelijk worden om de handtekening van radioactief ijzer te onthullen. Deze test zal astronomen vertellen of hun theorieën over hoe elementen zich vormen correct zijn.
Naast deze kaarten kijkt Integral ook diep in het centrum van de Melkweg om daar de meest gedetailleerde kaart van ‘antimaterie’ te maken.
Antimaterie is als een spiegelbeeld voor normale materie en wordt geproduceerd tijdens extreem energetische atoomprocessen: bijvoorbeeld het radioactieve verval van aluminium. De handtekening staat bekend als de ‘511 keV-lijn’. Hoewel de waarnemingen van Integral nog niet compleet zijn, laten ze zien dat er te veel antimaterie in het centrum van de Melkweg is om alleen van aluminiumbederf te komen. Ze laten ook duidelijk zien dat er veel bronnen van antimaterie moeten zijn omdat het niet rond één punt is geconcentreerd.
Er zijn veel mogelijke bronnen voor deze antimaterie. Naast supernova's, oude rode sterren en hete blauwe sterren, zijn er stralen van neutronensterren en zwarte gaten, stellaire uitbarstingen, gammastraaluitbarstingen en interactie tussen kosmische straling en de stoffige gaswolken van de interstellaire ruimte.
Chris Winkler, projectwetenschapper van Integral, zegt: 'We hebben uitstekende gegevens verzameld in de eerste paar maanden van activiteit, maar we kunnen en zullen het komende jaar nog veel meer doen. De nauwkeurigheid en gevoeligheid van Integral hebben onze verwachtingen al overtroffen en in de komende maanden zouden we de antwoorden kunnen krijgen op enkele van de meest intrigerende vragen van de astronomie. "
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
