Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Intensive Röntgenblitze lösen astrophysikalisches Rätsel um hochgeladene Eisenatome

19.12.2012
„Nature“-Publikation unter Beteiligung von Gießener Atomphysikern

Im Weltraum ist Materie extrem anderen Bedingungen unterworfen als auf der Erde. So beträgt z.B. die Temperatur der Sonnenkorona 1-2 Mio. °C. In derart heißen Gasen ist die Materie hochionisiert, das heißt, den Atomen werden aus ihrer Hülle zahlreiche Elektronen entrissen, so dass positiv geladene Rümpfe zurück bleiben. Diese positiv geladenen Atomrümpfe senden Röntgenstrahlung aus, die von Astronomen beobachtet werden kann.

Besonders intensive Röntgenstrahlung wird von sechzehnfach ionisierten Eisenatomen (Fe16+-Ionen) bei charakteristischen Wellenlängen emittiert. Die relative Intensität dieser Fe16+-Röntgenlinien wird daher oft zur Diagnose der physikalischen Bedingungen in kosmischen Objekten herangezogen. Zu solchen Objekten zählen Sternatmosphären wie die Sonnenkorona oder auch ganze Cluster von Galaxien.

Damit aus dieser Diagnose sinnvolle Aussagen zum Beispiel über die Temperatur abgeleitet werden können, muss die charakteristische Röntgenemission der Fe16+-Ionen bekannt sein. Bisher wurden hierzu Resultate atomtheoretischer Berechnungen verwendet, deren Ergebnisse sich allerdings nicht mit den Beobachtungen deckten. Lange Zeit war unklar, ob diese Diskrepanz auf Unzulänglichkeiten der astrophysikalischen Interpretation oder auf Ungenauigkeiten der atomtheoretischen Berechnungen zurückzuführen ist. Diese wichtige Frage wurde nun durch ein Experiment entschieden, bei dem Fe16+-Ionen mit Röntgenstrahlung aus der weltweit intensivsten Röntgenquelle, dem Freie-Elektronen-Laser LCLS in Stanford, USA, bestrahlt wurden.

Die Fe16+-Ionen wurden unter kontrollierten Bedingungen in einer Ionenfalle erzeugt, und die durch die LCLS-Röntgenblitze hervorgerufene charakteristische Strahlung der Fe16+-Ionen wurde mit empfindlichen Detektoren vermessen. Die Messergebnisse zeigen eindeutig, dass die atomtheoretischen Rechnungen große Ungenauigkeiten aufweisen, und geben den Astrophysikern nun endlich die dringend benötigten zuverlässigen Linienverhältnisse an die Hand.

Das Experiment wurde von einem internationalen Team unter Federführung des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Kernphysik (MPIK) durchgeführt. Stark beteiligt waren Wissenschaftler des Instituts für Atom- und Molekülphysik (IAMP) an der Justus-Liebig-Universität Gießen, die als Experten auf dem Gebiet der Wechselwirkung von Ionen mit Röntgenstrahlung ihr Know-how in das Projekt einbrachten. Die Gießener Beteiligung, die u.a. die Abordnung eines Doktoranden an das MPIK in Heidelberg umfasste, wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Originalveröffentlichung: An unexpectedly low oscillator strength as the origin of the Fe XVII emission problem
S. Bernitt, G. V. Brown, J. K. Rudolph, R. Steinbrügge, A. Graf, M. Leutenegger, S. W. Epp,
S. Eberle, K. Kubicek, V. Mäckel, M. C. Simon, E. Träbert, E. W. Magee, C. Beilmann, N. Hell,
S. Schippers, A. Müller, S. M. Kahn, A. Surzhykov, Z. Harman, C. H. Keitel, J. Clementson, F. S. Porter, W. Schlotter, J. J. Turner, J. Ullrich, P. Beiersdorfer, and J. R. Crespo López-Urrutia,
Nature 492 (2012) 225, DOI: 10.1038/nature11627.

Kontakt:
Prof. Dr. Alfred Müller
Prof. Dr. Stefan Schippers
Institut für Atom- und Molekülphysik,
Justus-Liebig-Universität Gießen
Leihgesterner Weg 217, 35392 Gießen
Alfred.Mueller@iamp.physik.uni-giessen.de
www.uni-giessen.de/cms/iamp

Christel Lauterbach | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-giessen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern
17.08.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie