Alle Augen sind auf die Quelle des rekordverdächtigen Gammastrahlenausbruchs gerichtet, der letzte Woche den Himmel erhellte.
Am 9. Oktober passiert ein Lichtstrahl, der energiereicher ist, als Astronomen je gesehen haben, unseren Planeten und blendet vorübergehend die Detektoren auf mehreren NASA-Satelliten. Der Strahl kam von a GammastrahlenausbruchEs ist die aktivste Art von Explosion, die bekannt ist Universum (Teil von die große Explosion), von der angenommen wird, dass sie die Geburt einiger begleitet Schwarze Löcher.
Innerhalb weniger Stunden zeigten Dutzende von Teleskopen auf der ganzen Welt in die Richtung der Explosionsquelle und bestätigten, dass dies tatsächlich eines der Bücher war. Die Veranstaltung, offiziell benannt GRB221009Ahat seitdem den Spitznamen BOOT („das hellste aller Zeiten“) erhalten, und Astronomen hoffen, dass es dazu beitragen wird, Licht in die verblüffende Physik hinter diesen katastrophalen Phänomenen zu bringen.
„Es ist ein Ereignis, das einmal alle Jahrhunderte passiert, vielleicht einmal alle 1.000 Jahre“, sagte Brendan O’Connor, ein Astronom an der University of Maryland und der George Washington University, gegenüber Space.com. „Wir haben wirklich Ehrfurcht vor diesem Ereignis und fühlen uns sehr glücklich, es studieren zu können.“
Gammastrahlenausbrüche sind keine Seltenheit. Etwa einmal am Tag blitzt man von irgendwo aus dem Universum kurz auf unseren Planeten. Es wird angenommen, dass viele Ereignisse im gesamten Universum auftreten. Einige Gammastrahlenausbrüche leuchten für den Bruchteil einer Sekunde, möglicherweise verursacht durch Kollisionen Neutronensternedie danach übriggebliebene Astralleichen sind Supernova Riesige Explosionen Sterne dessen Herz der Treibstoff ausgegangen ist. Andere können mehrere Minuten dauern, höchstwahrscheinlich, wenn ein Schwarzes Loch, das gerade aus einer Supernova-Explosion hervorgegangen ist, so viel von seinem Mutterstern auf einmal verschlingt, dass es einen Teil davon in einem sehr starken Strahl ablassen muss.
Der Gammastrahlenausbruch vom 9. Oktober stach sogar unter den zuvor beobachteten weitreichenden Gammastrahlenausbrüchen hervor, da seine Photonen etwa 10 Minuten lang Satellitendetektoren bombardierten. Die in diese Photonen gepackte Energie war höher als jede jemals gemessene Energie. Mit 18 TeV sind zumindest einige der GRB221009A-Photonen um den Faktor zwei zahlenmäßig überlegen, die energiereichsten Teilchen, die vom leistungsstärksten Teilchengenerator der Erde erzeugt werden. Large Hadron Collider.
Das Nachleuchten der Explosion, das durch die Wechselwirkung von Gammastrahlen mit kosmischem Staub verursacht wurde, war ebenfalls außergewöhnlich und übertraf alle anderen Polarlichter, die zuvor gesehen wurden, obwohl GRB221009A von einem Teil des Himmels ausging, der durch das dicke Band von versperrt war Milchstraße Galaxis. Die Explosion war so stark, dass sie ionisierte Erdatmosphäre Der Langwellenfunk war gestört.
O’Connor, der Teil eines Teams von Astronomen war, die das Gemini-South-Teleskop in Chile benutzten, um im Oktober die Auswirkungen von GRB221009A zu beobachten, sagte, Astronomen seien in der Lage gewesen, den Ursprung von nur etwa 30 % aller Gammastrahlenausbrüche zu verfolgen Erde im Oktober. 14, etwa eine Woche nach dem ersten Anzünden. Im Fall von GRB221009A haben Astronomen die Quelle gefunden: eine staubgefüllte Galaxie im Sternbild Sagitta, auch bekannt als Pfeil. Dann kam eine weitere Überraschung: Ein Gammastrahlenausbruch ereignete sich viel näher ein Land als die meisten anderen zuvor gesehen haben.
„Diese Gammastrahlenausbrüche entstehen durch den Kollaps massereicher Sterne, und diese Sterne haben ein sehr kurzes Leben“, sagte Jillian Rastingad, Astronomiestudentin der Northwestern University, die an den Messungen von Gemini South teilnahm, gegenüber Space.com. „Diese Sterne zeichnen die Geschichte der Sternentstehung im Universum nach. Daher erreichen lange Gammastrahlenausbrüche, wenn die Sternentstehung ihren Höhepunkt erreicht, ihren Höhepunkt, was ungefähr der Hälfte der Lebensdauer des Universums entspricht. Dieser Gammastrahlenausbruch ereignete sich jedoch erst kürzlich , viel näher bei uns“ .
Astronomen schätzen, dass die Quelle von GRB221009A bei etwa 2,4 Milliarden liegt Lichtjahre von der Erde. Nähere Gammastrahlenausbrüche waren schon früher beobachtet worden, aber sie waren nicht so aktiv wie GRB221009A, was den Sonderstatus des Ereignisses noch verstärkte.
„Weil uns dieses Ereignis so hell erscheint, können wir es länger und viel detaillierter untersuchen“, sagte O’Connor. „Mindestens 50 Teleskope betrachten es jetzt in allen Wellenlängen, und dies wird uns helfen, die Wissenschaft zu maximieren.“
Obwohl Gammablitze bestenfalls nur wenige Minuten andauern, erzeugen sie wochenlang beobachtbare Wirkungen. Astronomen suchen auch nach der Supernova, die die Explosion ausgelöst hat, die Materie langsamer nach außen schleudert.
„Unser derzeitiges Verständnis dieser Explosionen ist, dass Sie einen massiven Stern haben und wenn er zusammenbricht, entsteht ein schwarzes Loch, in das dann etwas Material vom Stern fällt“, sagte O’Connor. „Das Schwarze Loch spuckt es dann aus, wenn sich dieser Fluss fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, ein Gammastrahlenausbruch. Gleichzeitig, wenn ein Stern explodiert, prallt etwas von diesem Material nach außen ab und beginnt sich im Wesentlichen zu entfernen bei viel langsameren Geschwindigkeiten, aber nein, es ist immer noch sehr schnell. Und das ist eine Supernova-Explosion.“
Wenn die Gammastrahlen des anfänglichen Ausbruchs mit Material im umgebenden Universum interagieren, erzeugen sie das Nachglühen, das sich laut Rastingad über das elektromagnetische Spektrum erstreckt, aber am besten bei Röntgenstrahlen und Radiowellenlängen beobachtet werden kann. Astronomen beobachten immer noch das Nachleuchten von GRB221009A, das zuerst eingefangen wurde NASA-Satellit Swift auf der Jagd nach Gammastrahlen Die Bildung farbiger Ringe um die Quelle in den ersten Stunden nach der Explosion.
Rastingad sagte, dass Teleskope jetzt beginnen, die ersten Anzeichen der Supernova-Explosion zu sehen, die GRB221009A hervorgebracht hat, und er erwartet, dass sie sich in den nächsten Wochen „vollständig entwickelt“. Aufgrund der Lage der Explosionsquelle am Himmel wäre es ihnen jedoch nicht möglich, die Supernova während ihrer mehrmonatigen Lebensdauer zu beobachten.
„Es fängt an, hinter der Sonne zu schwingen. Also werden wir es ungefähr Ende November nicht vor Februar sehen können“, sagte Rastingad.
Damals, so hoffte O’Connor, die NASA James-Webb-Weltraumteleskop Und die Hubble-Weltraumteleskop Sie wird sich diesen Bemühungen anschließen, und ihre überlegene Fähigkeit in der optischen und Infrarotbeobachtung trägt zu den Bemühungen bei.
„Dies ist eine großartige Gelegenheit, um zu erforschen, wie viel Masse geschaffen wurde [in that event]„Aber auch um zu verstehen, welche chemischen Elemente bei diesem Ereignis entstanden sind. Wir wissen immer noch nicht, wie einige der schwersten Elemente im Universum entstanden sind, und wir glauben, dass wir solche Prozesse bei Supernova-Explosionen beobachten können“, sagte Rastingad .
Gammastrahlenausbrüche wurden in den 1960er Jahren zufällig von US-Militärsatelliten entdeckt, die zur Überwachung sowjetischer Atomtests (die auch Gammastrahlen erzeugen) entwickelt wurden, und blieben jahrzehntelang ein völliges Rätsel. Erst in den 1990er Jahren erkannten Astronomen erstmals, dass diese mächtigen Lichtblitze aus allen Ecken des Universums etwas mit kollabierenden Riesensternen zu tun haben könnten.
Ein Großteil des aktuellen Verständnisses von Gammastrahlenausbrüchen beruht jedoch immer noch auf Theorie und Computermodellierung und nicht auf Beobachtungen, und Astronomen hoffen, dass GRB221009A dazu beitragen wird, diese Theorien zu verfeinern. Eine Reihe von Forschungsarbeiten zu allen Aspekten dieses sorgfältig beobachteten Ereignisses wird in den kommenden Monaten mit Sicherheit folgen, während Astronomen bestrebt sind, das Beste aus dieser einmaligen Gelegenheit zu machen.
Während die relative Nähe eines Ausbruchs mit der Kraft von GRB221009A ein Segen für die Wissenschaft ist, sind Astronomen nicht sehr daran interessiert, einen Gammastrahlenausbruch in der Nähe der Erde zu sehen. Vor allem in unserer Galaxie. Wissenschaftler glauben, dass ein Gammastrahlenausbruch, der unseren Planeten aus einer Entfernung von Tausenden von Lichtjahren trifft, die schützenden Ozonschichten des Planeten zerstören und zu Veränderungen in der Atmosphäre führen würde, die zu einer Eiszeit führen könnten. Tatsächlich könnte einer dieser Gammastrahlenausbrüche eines der fünf größten Aussterbeereignisse in der Erdgeschichte ausgelöst haben, das Massensterben im Ordovizium vor etwa 440 Millionen Jahren.
„Glücklicherweise werden die Jets, die Gammastrahlenausbrüche verursachen, sehr eng abgefeuert“, sagte O’Connor. „Nur ein paar Grad angezeigt. Aber wenn es in unserer Galaxie passiert und auf uns gerichtet wäre, wäre es wirklich gefährlich für uns. Glücklicherweise ist die Rate dieser Ereignisse, die wir in jeder Galaxie erwarten, unglaublich niedrig.“
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