Ein Neutrino-Signal aus den Tiefen der Galaxis?

antares

In der Astrophysik herrscht heute gleichermaßen Aufregung und Verwirrung – und verantwortlich ist das Neutrino-Observatorium ANTARES („Astronomy with a Neutrino Telescope and Abyss environmental RESearch“) in den Tiefen des Mittelmeers: Es registrierte am 1. September um 9:38 MESZ „ein helles Neutrino“ aus der generellen Richtung 16h 26m RA und -27° 23′ Dek. (2000.0), wobei der Ursprung des Signals mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% in einem 36′ großen Kreis um diese Koordinate lag. Zehn Stunden später schaute nun der alarmierte Satellit Swift an diese Stelle – und fand eine variable Röntgenquelle mit seinem Röntgenteleskop XRT, die es in keinem Katalog gab: Ihre Koordinate ist 16h 26m -27° 18′ (mit 90% Wahrscheinlichkeit innerhalb eines 5′-Kreises um diesen Punkt). Ein optisches Teleskop des MASTER-Programms in Südafrika wiederum sah an dieser Stelle keine transiente Quelle bis 18.5 mag. hinab. So weit die heute Mittag identisch in zwei Nachrichtendiensten für astrophysikalische Knalleffekte publizierte Meldung – der bislang keine weiteren gefolgt sind.

Der Verfasser des Textes, Phil Evans an der Uni von Leicester im UK, hat diesem Blog erzählt, dass man bei ANTARES die Analyse gerade „verfeinert“ – und er kann auch nicht sagen, was die ihm mitgeteilte physikalisch unklare Formulierung „ANTARES has detected a bright neutrino“ eigentlich bedeuten soll: ein einzelnes, besonders energiereiches Neutrino oder ein starker Schauer vieler. Das Neutrinoteleskop IceCube am Südpole habe, da es durch die Erde auf die Nordhemisphäre schaut, wenig Chancen gehabt, etwas zu messen, und vom Neutrinoteleskop im Baikalsee hat man noch nichts gehört. Ein direkter Zusammenhang von Neutrino(s) und Röntgen-Transient wäre jedenfalls eine echte Sensation, sagt Robert Rutledge aus Kanada: Noch nie zuvor hat ein Neutrino-Signal zur Entdeckung eines Gegenstücks am Himmel mit elektromagnetischer Strahlung geführt. (Bei der Supernova 1987A wurde das Neutrino-Signal erst Tage nach ihrer Entdeckung im Optischen bekannt.) Und auch Evans hält die Sache für „potenziell aufregend (oder falschen Alarm).“

Auch wenn MASTER keine neue optische Quelle am Ort des Röntgentransients von Swift gefunden hat: Rutledge hat dort sogleich in Archivdaten einen Stern in der Digital Sky Survey und eine nahinfrarote 2MASS-Quelle entdeckt, die man dringend mal spektroskopieren sollte. Wegen des Abstands von der galaktischen Scheibe aus unserer Perspektive ist es wohl ein ziemlich naher Stern, den übrigens auch der Satellit WISE sah. Bisher ist aber weder klar, ob er überhaupt mit der Röntgenquelle – und diese wiederum mit dem Neutrino-Ereignis – zusammenhängt, betont Evans: „These are not easy questions to answer, but we’re working on it!“ Komplett unklar ist damit auch die Physik, die dort abgelaufen ist: Wurden wir soeben Zeugen des Endes eines massereichen Sterns in der Milchstraße (ohne helle Supernova), oder ist etwas völlig anderes passiert? Oder besteht kein Zusammenhang, und es war alles nur Zufall? „I think it will be a few more days now before a clearer picture emerges“, so Evans weiter zu diesem Blog: Es lohnt sich jedenfalls, gelegentlich bei GCN und ATel vorbei zu schauen.

NACHTRAG: Die erste neue Erkenntnis dort liefern Pan-STARRS-Bilder der Region, die den o.g. Stern (R-Helligkeit 12.7 mag., wohl ein G- oder K-Stern) gesättigt zeigen – und keine Galaxien oder mit der Zeit variable Objekte in der Nähe. Fazit: „It would appear that a physical association of all three (the bright star, x-rays, neutrino) is unlikely.“ NACHTRAG 2: Die Röntgenmessungen Swifts scheinen mit stellarer Aktivität auf dem Stern verträglich – das Neutrino-Ereignis hätte mit all dem dann wohl nichts zu tun gehabt. NACHTRAG 3: Ein Spektrum des Sterns mit einem 2.5-m-Teleskop auf La Palma zeigt „a red continuum with multiple absorption features as well as hydrogen Balmer lines in emission“ – das spräche dafür, dass der Stern (USNO-B1.0 0626-0501169) „a young accreting G-K star“ ist, vermutlich aus dem Sternentstehungsgebiet Rho Ophiuchi und „undergoing a flaring episode that produced the X-ray emission.“ Und damit schwerlich die Quelle des Neutrino-Signals. NACHTRAG 4: Ein Spektrum von SALT kommt zum selben Schluss. Bleibt die Frage: Wo kam das ANTARES-Neutrino dann her?

NACHTRAG 5: Dafür gibt es schon einen neuen Kandidaten, etwas im Kugelsternhaufen Messier 4, der in der 3-Sigma-Errorbox des Neutrino-Ereignisses (das jetzt als Alert150901.32 angesprochen wird) liegt und Millisekundenpulsare und womöglich ein Schwarzes Loch enthält. „So, we propose M4 (with relativistic objects inside) is the possible source of the neutrino, which created after cosmic partical acceleration.“ Der zunächst interessante Stern ist zwar eine plausible Quelle gelegentlicher Röntgenstrahlung aber aus dem Rennen für das Neutrino-Ereignis; mehrere MASTER-Teleskope fanden ihn in den Tagen seither konstant hell und (unter teilweise sehr schwierigigen Beobachtungsbedingungen) in seiner Umgebung keine optischen Transients. NACHTRAG 6: Kepler beobachtete den Stern 70 Tage lang und fand eine Helligkeitsperiode von 1.5 Tagen: ein Doppelsystem? Ein australisches Spektrum gibt ihm den Typ K5-K7, Calar-Alto-Daten passen eher zu einem G-Stern – und INTEGRAL sah nichts, während der Satellit zufällig ab 9 Stunden nach dem Neutrino in dessen Richtung schaute. NACHTRAG 7: Dafür sieht der VLA eine konstante Radioquelle am Ort des Sterns, der „an RS CVn binary system or a rapidly rotating young stellar object“ sein könnte.

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