Radioleise

Als Radioquelle wird in der Radioastronomie ein astronomisches Objekt bezeichnet, das merkliche Radiowellen aussendet. Die stärksten astronomischen Radioquellen sind Sonnen, explodierende Sterne, Quasare und sogenannte Radiogalaxien.

Die erste am Sternhimmel festgestellte Radioquelle war die diffuse Radiostrahlung unserer Milchstraße (1931/32). Ihr Entdecker Karl Jansky wurde dadurch zum Begründer der Radioastronomie, die sich ab 1950 zu einem rasant wachsenden Teilgebiet der Himmelskunde entwickelte.

Ursachen astronomischer Radiostrahlung

Solche Himmelskörper werden auch als radiolaut bezeichnet – im Gegensatz zu radioleisen Objekten, die (fast) keine Radiowellen aussenden. Ihre Radiostrahlung kann durch folgende physikalische Mechanismen entstehen:

• thermische Abstrahlung: Aufgrund seiner Eigentemperatur emittiert ein Körper im Kosmos Wärmestrahlung mit einem kontinuierlichen Spektrum.
• Synchrotronstrahlung: Kosmische Gasnebel befinden sich häufig im Zustand eines Plasmas. Ist gleichzeitig ein Magnetfeld vorhanden, werden die Elektronen (und auch die Ionen) auf Spiralbahnen um die Feldlinien gezwungen und strahlen daher in tangentialer Richtung kontinuierliche Synchrotronstrahlung ab. Die Intensität der Radiowellen nimmt mit der Frequenz ab.
• Gaswolken: Wenn Radioquellen Gaswolken bestrahlen, werden Radiowellen bestimmter Wellenlängen absorbiert und isotrop wieder abgestrahlt. In "Durchsicht", d. h. wenn eine Radioquelle hinter der Gaswolke steht, beobachtet man Absorptionslinien entsprechend dem Spektrum des Gases, in allen anderen Richtungen Emissionslinien. Wichtige Wellenlängen sind:
  • die Wasserstofflinie mit einer Wellenlänge von ca. 21 cm (1,42 GHz)
  • die CO-Linie mit einer Wellenlänge von ca. 2,6 mm (ca. 115 GHz)
• Maser: Ein kosmischer Maser ist eine interstellare Gaswolke, in der durch eine externe Energiequelle eine Besetzungsinversion zwischen zwei Zuständen des Gases herbeigeführt wird. Ähnlich wie bei einem Laser werden hindurchtretende Radiowellen durch stimulierte Emission verstärkt.

Klassen von Radioquellen

• die Sonne: Im Sonnenfleckenminimum strahlt die ruhige Sonne näherungsweise wie ein schwarzer Körper. Bestimmte Wellenlängenbereiche werden verstärkt abgestrahlt, wenn die Sonne aktiv ist. Darüber hinaus sind Protuberanzen auch im Radiobereich sehr gut beobachtbar
• Mond und Planeten: Alle Planeten senden Schwarzkörperstrahlung aus. Insbesondere bei den Gasriesen können Ereignisse wie die Bildung oder Auflösung von Wirbelstürmen oder Wolkenbändern Radioausbrüche verursachen.
• Supernova-Überreste und Pulsare in unserer Milchstraße und in anderen Galaxien
• Radiogalaxien und "aktive Kerne"
• Quasare (Kunstwort für Quasi-stellare Objekte)

Video und Links

• Was ist ein kosmischer Maser?, Flash-Video aus der Fernsehsendung alpha-Centauri (JavaScript benötigt)
• Schwarzkörperstrahlung, Cygnus X, Cassiopeia A
• Karl Jansky, Bernard Lovell