WikiDer > Gammastrahlenausbruch

Gammaflits
Vorstellung eines Gammastrahlenausbruchs beim Kollaps eines massereichen Sterns (Hypernova). Während des Lebens eines massereichen Sterns Kernfusion zur Umwandlung von Licht Elemente (Wasserstoff (H), Helium (He) usw.) in schweren Elementen bis Eisen (Fe) – siehe die farbigen Schalen in der Abbildung. Wenn die Kernfusion nicht mehr genügend Gegendruck gegen die Schwere, der Stern kollabiert zu einem schwarzes Loch. Der Zusammenbruch führt zu einem superschnellen (relativistisch) Stoßwelle, die für uns als verlängerter Gammablitz sichtbar wird. (Bild: Nicolle Rager, Nationale Wissenschaftsstiftung.)

EIN Gammastrahlenausbruch oder Gammastrahlenausbruch (GRB) ist ein heftiger Ausbruch hoher Energie gamma Strahlen und dauert von wenigen Millisekunden bis zu einigen Minuten. Es wurde gefolgert, dass die beobachteten Gammablitze von weit entfernten Galaxien. Während des Blitzes ist die Energieemission hundertmal höher als die Strahlung das kommt von a SupernovaEruption.

Es wird angenommen, dass die meisten der beobachteten GRBs zwei schmale Strahlen (2 bis 20 Grad) in entgegengesetzte Richtungen emittieren, von denen einer zufällig in unsere Richtung gerichtet ist. Dies bedeutet einerseits, dass viele ähnliche Ereignisse stattfinden, die wir nicht beobachten, weil keiner der Strahlen auf uns gerichtet ist, und dass wir andererseits relativ viel Energie für eine gegebene Menge an Gesamtstrahlungsenergie erhalten, wenn einer der Strahlen auftritt in unsere Richtung zu sein.

Bis etwa 2003 waren die Blitze ein Rätsel in der Astronomie - mehr als hundert Theorien wurden vorgeschlagen, um sie zu erklären. Während viele Details noch zur Debatte stehen, waren sich die Forscher in den letzten Jahren weitgehend auf folgendes Bild einig:

  • kurze Gammastrahlenausbrüche (kürzer als 2 Sekunden), die durch die Fusion von
  • lange Gammablitze (länger als 2 Sekunden) werden durch den Kollaps eines massereichen Sterns verursacht (HypernovaExplosionen).

In beiden Fällen ist das Endergebnis ein Schwarzes Loch.

GRBs leuchten nach dem In röntgen, sichtbar Licht und Funkstrahlung. Die Position eines GRB kann mit den Röntgenstrahlen bestimmt werden, die kurz nach dem Einsetzen des GRB auftreten.

Die Erdatmosphäre absorbiert Gammastrahlen aus dem Weltraum, einschließlich Gammastrahlenausbrüche. Sie sind also von der Erdoberfläche aus nicht zu sehen. Beobachtungen hierzu erfolgen daher von Satelliten aus.

Es kann wichtig sein, die Beobachtung eines Gammablitzes in Echtzeit an andere Observatorien zu kommunizieren, damit man gleichzeitig oder kurz danach seine Beobachtungen auf den entsprechenden Teil des Himmels fokussieren und so den Gammablitz beobachten kann oder verwandte Phänomene.

Geschichte

Nukleare Explosionen?

der erste beobachtete Gammablitz (2. Juli 1967)

Die ersten Blitze wurden Ende der 1960er Jahre von Militärangehörigen beobachtet künstliche Monde, das Vela-Satelliten. Der Zweck dieser Satelliten war es, zu beobachten nukleare Explosionen auf der Erde und emittiert Gammastrahlen. Von diesen Satelliten wurde entdeckt, dass solche Strahlung auch aus dem Universum stammt, aus sehr großer Entfernung, aber so intensiv, dass sie noch nachweisbar war. Der erste veröffentlichte GRB war GRB700822 (Notation für den Blitz vom 22. August 1970), der von drei Vela-Satelliten beobachtet wurde.[1]

In den 1970er Jahren untersuchten Teleskope mit sichtbarem Licht die Stellen am Himmel, an denen die Gammastrahlenausbrüche zu entstehen schienen, aber dort wurde nichts Außergewöhnliches beobachtet. Auch dies war nicht möglich, da die Lage der Quellen am Himmel damals meist nur sehr schwer zu bestimmen war.

BATSE

Lichtkurven beobachtet von BATSE (Diagramme der Stärke der gamma Strahlen einer Eruption gegen die Zeit).

Erst in den 1990er Jahren war es möglich, Compton-Gammastrahlen-Observatorium besser recherchieren. Eines der Instrumente an Bord des Satelliten war der Burst- und Transientenquellen-Experiment (BATSE). Dies ermöglichte die Lokalisierung der Gammablitze am Himmel mit einer Genauigkeit von wenigen Grad bestimmt sind. Damit konnte noch keine Quelle am Himmel gefunden werden. BATSE entdeckte zwei bis drei Gammablitze pro Tag. Wenige Sekunden später wurde die ungefähre Position und Stärke des Blitzes über das Internet an Forscher auf der ganzen Welt weitergegeben.

Es wurde festgestellt, dass es zwei Arten von GRBs gibt: kurze und lange Blitze. Außerdem wurden die Blitze zufällig über den Himmel gestreut. Das bedeutete, dass sie nicht davongekommen ist Galaxis kam nur von weiter weg im Universum. Die Eruptionen mussten daher von extrem energiereichen Prozessen ausgehen.

BeppoSAX

1996 wurde der italienisch-niederländische Satellit BeppoSax gestartet. Damit konnte die Position des Nachleuchtens eines GRB am Himmel beobachtet werden. Dies geschah mit Röntgenkameras mit großem Sichtfeld: die Weitfeldkameras (WFCs) aus den Niederlanden SRONInstitut für Weltraumforschung. Zunächst wurden die ersten GRBs durch retrospektive Suche nach a Röntgenblitz mit einem WFC gesehen, der zeitlich und ungefährlich mit einem von BATSE über das Internet gemeldeten GRB übereinstimmte. Die Position des Röntgenblitzes im WFC konnte mit einer Genauigkeit von ca. 3 . bestimmt werden Winkelminuten zu bestimmen, schließlich gut genug für Folgebeobachtungen. Wenn der Gammadetektor (Gammastrahlen-Burst-Monitor, GRBM) auf BeppoSAX selbst später verfeinert wurde, war der Vergleich mit einer Beobachtung von GRB durch BATSE nicht mehr zwingend notwendig: Ein gleichzeitiger Ausbruch von Röntgen- und Gammastrahlen in WFC und GRBM deutete auf einen Gammastrahlenausbruch hin.

Nachleuchten von GRB990123 im sichtbaren Licht, beobachtet mit dem Hubble-Weltraumteleskop.

Am 28. Februar 1998 entdeckte BeppoSAX GRB980228, dessen genaue Position dank des Röntgenblitzes mit den Weitfeldkameras bestimmt wurde. Die Koordinaten wurden von italienischen Astronomen und niederländischen SRON-Forschern vom Satelliten an die Forschungsgruppe von Prof. Dr. Johannes vom Paradies, die gerade Messzeit für die optische hatte William Herschel-Teleskop auf La Palma. Dort war eine verblassende Lichtquelle zu sehen, während BeppoSAX mit Röntgenteleskopen aus dem Weltraum ein Nachleuchten im Röntgenlicht beobachtete. Diese Beobachtungen führten zu mehreren Artikeln in der englischen Zeitschrift Natur (29. Mai und 19. Juni 1997).[2]Van Paradijs und das BeppoSax-Team erhielten die Bruno RossicPreis, der jährlich von der Amerikanische Astronomische Gesellschaft ist verliehen. Das Nachleuchten von GRB970228 wurde mit allen Arten von Teleskopen auf der Erde und im Weltraum überwacht (ASCA, das Keck-Teleskop, Hubble-Weltraumteleskop, Radioteleskope und so weiter). Die Schlussfolgerung war, dass es eine Explosion in der Ferne war Galaxis (Rotverschiebung z = 0,695). Im Jahr 2002 wurde ein europäischer Descartes-Preis für weitere Forschungen verliehen.

Nachfolger

Fermi-Sichtung von GRB 130427A - vorher und nachher

Die Rolle von BeppoSAX - das 2002 in der Atmosphäre verglühte - als Ortung von GRBs wurde vom Satelliten übernommen HOT-2, Schnell und Fermic. Am 27. April 2013 haben sowohl Fermi als auch Swift GRB 130427A beobachtet, ein außergewöhnlich starker 94. Gammablitz GeV pro Photon was mehrere Stunden dauerte.

Siehe auch

Externe Links

Siehe die Kategorie Gammastrahlenausbrüche von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.