Röntgenstrahlung des Mondes

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Version vom 05. Dezember 2001 von Alexander Grüner


In meiner Diplomarbeit aus dem Jahre 1999 beschäftigte ich mich mit der Bedeckung des schwarzen Lochs Sco-X1 durch den Mond. Dieser Vorgang wurde mit dem Röntgensatellit ROSAT beobachtet. Das kurze Kapitel, daß sich mit der Röntgenstrahlung die vom Mond kommt, beschäftigt, ist im folgenden zu lesen. Anmerkungen in eckigen Klammern bezeichnen entweder Literaturhinweise, die hier durch [...] ersetzt wurden, oder Erläuterungen des Textes.

Weitere Bilder der Bedeckung von Sco-X1 sind hier .



Auszug aus der Diplomarbeit

Der Mond

Während der Bedeckung von Sco-X1 wurde natürlich auch der Mond von ROSAT aus beobachtet. Die Ergebnisse die sich daraus ergeben sind im folgenden kurz dargestellt. Die ersten Röntgenstrahlen vom Mond wurden am 29. Juni 1990 vom PSPC des ROSATs entdeckt, als sich während einer Verifikation des Lageregelungs- und Kontrollsystems der Mond in das Gesichtsfeld bewegte. Im anschließenden All-Sky Survey wurde der Mond noch mehr als zwanzigmal beobachtet.
Die Röntgenstrahlung vom Mond besteht im wesentlichen aus Röntgenstrahlung von der Sonne, die an der Mondoberfläche reflektiert bzw. gestreut wird.


Die Flächenhelligkeit des Mondes

Der Mond war während der gesamten Beobachtungszeit von Sco-X1 auf dem Detektor des PSPC sichtbar. Die Beobachtungszeit betrug 1250 Sekunden. In dieser Zeit wurden 7279 Photonen in einem Energiebereich von 0.08 - 0.41 keV registriert [...], die dem Mond zugeordnet werden konnten. Dies entspricht einer Flächenhelligkeit von ca. 5.8 ± 0.1 Photonen pro Sekunde oder ca. 145 ± 2.5 * 10 ^-4 counts pro (s*arcmin^2)). Die Fehlergröße ergibt sich aus der Tatsache, daß sich die Photonenanzahl vom Mond mit unterschiedlichem [Auswertungsalgorithmus] ändert. Messungen des All-Sky Surveys aus den Jahren 1990 und 91 [...] ergaben ca. 230 ± 23 * 10^-4 counts pro (s*arcmin^2)). Die Sonnenaktivität war zu diesem Zeitpunkt in einem Maximum. Der solare Radiofluß betrug zu diesem Zeitpunkt ca. 195*10^-22 pro (Wm^2*s) bei 10.7 cmWellenlänge auf der Erde [...], während am 20. Februar 1998 94*10^-22 pro (Wm^2*s) vorhanden waren. Er ist ein Maß für den extremen UV-Fluß (EUV) der Sonne, und damit für ihre Aktivität. Das Verhältnis des Radioflusses zwischen den Beobachtungen beträgt ca. 2.1. Nach dem EUV-Modell sollte das Verhältnis dann 1.8 für die Flächenhelligkeiten betragen. Diese besitzen bei dieser Messung ein Verhältnis von ca. 1.6 . Die Diskrepanz kann dadurch erklärt werden, daß in den Modellen der Sonne die Extrapolation des solaren Radio- und EUV-Flusses in den Röntgenbereich nicht einer einfachen linearen Beziehung folgt.
Damit werden die Ergebnisse von M. Freyberg [...] bestätigt.

Mond


Das Mondspektrum

Das Spektrum aus dem niederen Energiebereich 0.08-0.60 keV ist sehr ähnlich demjenigen früherer Untersuchungen. Der höherenergetische Anteil ist jedoch verfälscht, da hier Sco-X1 mit hinein streut.Das Mondspektrum setzt sich aus zwei Komponenten zusammen. Die erste Komponente besteht aus an der Mondoberfläche elastisch gestreuten Photonen der Sonne (Thomson-Streuung). Das Spektrum der Sonne bleibt nach der Streuung erhalten. Als zweite Komponente kommt die Floureszensstrahlung hinzu. Sie wird auf dem Mond erzeugt, indem Röntgenstrahlung Atome an der Mondoberfläche
anregt, die dann charakteristische Energien abstrahlen (Linienemission). Die häufigste Linienemission tritt bei Sauerstoff (0.54 keV) auf. Sie ist schwach in den Spektren zu erkennen. Besonders stark ist diese Linie während der aktiven Sonnenphase. Die Sco-X1 Beobachtung fand aber während einer inaktiven Sonnenphase statt. Weitere Linienemissionen treten bei Magnesium (1.25 keV), Aluminium (1.49 keV) und Silizium (1.74 keV) auf. Allerdings sind sie 100 mal schwächer als die des Sauerstoffs und hier nicht nachweisbar.


Mondspektrum
Mondspektrum


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