10 Jahre Höchstenergie-Gammaastronomie mit H.E.S.S.
Karte des Gammastrahlenhimmels gezeichnet.
Im September 2002 wurde das erste der vier H.E.S.S.-I-Teleskope in Namibia feierlich eingeweiht, nachdem es am 11. Juni 2002 sein ‚erstes Licht‘ gesehen hatte. Damit begann eine bemerkenswerte Erfolgsgeschichte in der Astronomie im höchstenergetischen Gammalicht, die zur Entdeckung zahlreicher neuer Gammastrahlenquellen innerhalb und außerhalb der Milchstraße führte. Ein neuer Schub kommt durch das kürzlich in Betrieb gegangene H.E.S.S.-II-Teleskop, dessen Einweihung Ende des Monats gefeiert wird.
Abb.: Himmelskarte der von H.E.S.S. entdeckten Gammastrahlenquellen aus TeVCat von Ende August 2012: Supernova-Überreste (grün), Pulsarwindnebel (violett), Doppelsterne (gelb), Sternhaufen/Sternentstehungsgebiete (blau), unidentifiziert (grau), Starburstgalaxien (orange) und aktive Galaxienkerne (rot). (Bild: TeVCat)
Die Quellen hochenergetischer Gammastrahlen gehören zu den extremsten Orten im Universum, wo Teilchen auf ungeheure Energien beschleunigt werden. Die überwiegende Mehrzahl aller derzeit bekannten derartigen Quellen hat das High Energy Stereoscopic System, H.E.S.S., entdeckt. Es registriert die Lichtblitze von Teilchenschauern, die in der Atmosphäre entstehen, wenn hochenergetische Gammastrahlen auf Luftmoleküle treffen.
In den 10 Jahren seines Betriebs hat H.E.S.S. – seit Anfang 2004 mit 4 baugleichen 12-Meter-Teleskopen – in fast 9500 Stunden über 6 Milliarden Teilchenschauer registriert, wobei ein großer Teil der Beobachtungszeit auf eine systematische Durchmusterung der Milchstraße entfiel. Insgesamt hat H.E.S.S. bisher mehr als 60 Galaktische Quellen und 19 extragalaktische Objekte im sehr hochenergetischen Gammalicht neu entdeckt. Die wissenschaftlichen Ergebnisse sind in über 100 Beiträgen in begutachteten Zeitschriften erschienen.
Abb.: Mit H.E.S.S. entdeckte Gammastrahlenquellen entlang der Milchstraße, montiert in ein Foto des Nachthimmels über der H.E.S.S.-Site in Namibia. (Bild: F. Acero / H. Gast (H.E.S.S.-Kollaboration))
Die zahlreichen, meist ausgedehnten Quellen entlang der Milchstraße zeigen, dass kosmische Teilchenbeschleuniger keineswegs ein seltenes Phänomen sind. Am häufigsten handelt es sich um Pulsarwindnebel – gigantische Blasen von Elektronen und Positronen um schnell rotierende Neutronensterne. Außerdem nahm H.E.S.S. aufgelöste Bilder von Supernova-Überresten, Doppelsternen und Sternhaufen in Sternentstehungsgebieten auf. Dazu kommen etliche mysteriöse Quellen, für die es kein Pendant in anderen Wellenlängenbereichen gibt. Bei den Objekten außerhalb der Milchstraße handelt es sich meist um Blazare – aktive Galaxien mit supermassiven Schwarzen Löchern in ihrem Zentrum.
Mit der Fertigstellung des sehr viel größeren H.E.S.S.-II-Teleskops mit seiner höheren Auflösung und dem größeren Energiebereich hat in diesem Juli ein neues Kapitel der Hochenergie-Gammaastronomie begonnen. Die Wissenschaftler erhoffen sich Erkenntnisse über die Natur der noch unidentifizierten Objekte und erwarten die Entdeckung zahlreicher neuer Quellen und selbst neuer Klassen von Objekten.
H.E.S.S. im Khomas-Hochland von Namibia wird von einer internationalen Kollaboration unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik betrieben.
MPIK / PH
