Wenn Sie an die dramatischsten Ereignisse im Universum denken, denken Sie vielleicht an Sterne, die zur Supernova werden, oder an Schwarze Löcher, die kollidieren und Wellen durch die Raumzeit senden. Aber die stärksten Explosionen, die wir kennen, sind etwas Spezifischeres, das wir kaum verstehen: Gammastrahlenausbrüche. Diese Ausbrüche dauern zwischen Millisekunden und Stunden und sind eine Million Billionen Mal so hell wie die Sonne mehr Energie abgeben In den wenigen Sekunden, die sie normalerweise anhalten, gibt die Sonne während ihres gesamten 10-Milliarden-Jahres-Lebens aus.
Es wird angenommen, dass diese Ereignisse passieren, wenn ein extrem massereicher, schnell rotierender Stern implodiert und ein neues Schwarzes Loch bildet. Sie hängen also mit Supernovas zusammen, aber nicht alle Supernovae produzieren sie, und die Forscher sind sich nicht sicher, warum.
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Jetzt haben Wissenschaftler des Deutschen Forschungszentrums Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) eines davon beobachtet Gammastrahlenausbrüche „in unserem kosmischen Hinterhof“, und ihre Beobachtungen stellen etablierte Theorien darüber in Frage, wie diese Epos entstehen Ereignisse passieren.
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Im August 2019 wurde ein Gammastrahlenausbruch mit dem Namen GRB 190829A in einer Milliarde Lichtjahren Entfernung entdeckt, was etwa 20-mal näher ist, als diese Ereignisse normalerweise beobachtet werden. Das DESY-Team nutzte die Chance, ein solches Ereignis so aus relativer Nähe zu beobachten und nutzte ein Instrument namens High Energy Stereoscopic System (HESS) in einem Observatorium in Namibia, um einen genaueren Blick auf die Ausbrüche zu werfen Nachglühen.
„Wir saßen wirklich in der ersten Reihe, als dieser Gammastrahlenausbruch passierte“ erklärt Co-Autor Andrew Taylor von DESY. „Wir konnten das Nachleuchten mehrere Tage lang und bei beispiellosen Gammastrahlenenergien beobachten.“
Die Nähe ermöglichte es dem Team, die von der gewaltigen Explosion freigesetzte Energie sehr detailliert zu messen. „Wir konnten das Spektrum von GRB 190829A bis zu einer Energie von 3,3 Tera-Elektronenvolt bestimmen, das ist etwa eine Billion Mal so viel Energie wie die Photonen des sichtbaren Lichts“, erklärte Co-Autorin Edna Ruiz-Velasco vom Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg. „Das ist das Außergewöhnliche an diesem Gammastrahlenausbruch – er geschah in unserem kosmischen Hinterhof, wo die sehr hohe Energie herrscht Photonen wurden bei Kollisionen mit Hintergrundlicht auf ihrem Weg zur Erde nicht absorbiert, wie dies bei größeren Entfernungen der Fall ist Kosmos."
Und die Ergebnisse waren überraschend. Aktuelle Theorien sagen voraus, dass bei einem solchen Ereignis zwei Arten von Emissionen auftreten würden, die aus zwei unterschiedlichen Quellen stammen: Röntgenstrahlen und hochenergetische Gammastrahlen. Doch als die Forscher diesen Ausbruch beobachteten, sahen sie, dass sowohl Röntgen- als auch Gammastrahlen synchron verblassten, was stark darauf hindeutet, dass beide Emissionsarten von derselben Quelle stammten.
Das bedeutet, dass unsere derzeitigen Annahmen über die Entstehung dieser gewaltigen Explosionen durchaus falsch sein könnten. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass wir in Zukunft weitere solcher Ausbrüche erkennen können Instrumente wie das Cherenkov Telescope Array, die helfen werden zu erklären, wie diese das Universum erschüttern Ereignisse entfalten sich.
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.
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