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Die stärkste Weltraumexplosion aller Zeiten enthüllte eine überraschende Entwicklung: ScienceAlert

Im Oktober 2022 begannen Vermessungen, um den Himmel auf Explosionen im Weltraum zu überwachen Wie ein Frosch in einer Socke.

der Grund? Etwas in 2,4 Milliarden Lichtjahren Entfernung löste den größten jemals aufgezeichneten Gammastrahlenausbruch aus. Das Ereignis, GRB 221009A, erreichte eine Rekordhöhe von 18 TeV und war so stark, dass es die äußere Erdatmosphäre erschütterte.

Wir stellten später fest, dass es sich bei dem Ereignis mit dem Spitznamen „The Boat“ (für „das hellste von allen“) um die Geburt eines Schwarzen Lochs infolge des gewaltsamen Todes eines massereichen Sterns handelte.

Nun hat eine neue Analyse hochmoderner Beleuchtung die Komplexität dieser Explosion enthüllt und festgestellt, dass das Boot trotz aller Gammastrahlen-Wut tatsächlich überraschend gewöhnlich war, etwas, das wir nicht erwartet hatten.

„Sie ist nicht heller als frühere Supernovae.“ sagt der Astrophysiker Peter Blanchard Von der Northwestern University in den Vereinigten Staaten.

„Im Zusammenhang mit anderen Supernovae, die mit weniger energiereichen Gammastrahlenausbrüchen (GRBs) verbunden sind, scheint es ziemlich natürlich, dass derselbe kollabierte Stern, der sehr aktive, helle GRBs erzeugt, auch eine sehr aktive, helle Supernova hervorbringen würde Es stellt sich heraus, dass dies der Fall ist. „Wir haben einen sehr leuchtenden GRB, aber es ist eine normale Supernova.“

Gammastrahlenausbrüche Es handelt sich um die stärksten Explosionen, die jemals im Universum beobachtet wurden. Es handelt sich, wie der Name schon sagt, um Gammastrahlungsausbrüche – das energiereichste Licht im Universum –, die in 10 Sekunden mit der gleichen Energie explodieren können, die die Sonne in 10 Milliarden Jahren aussendet.

Wir kennen mindestens zwei Hauptereignisse, die GRBs erzeugen können: die Bildung eines Schwarzen Lochs, wenn ein massereicher Stern zur Supernova wird, oder die Supernova, die die Verschmelzung zweier Neutronensterne begleitet.

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Es wird angenommen, dass die Arten von Novae, die Gammastrahlenausbrüche erzeugen, auch für die Produktion schwerer Elemente im Universum verantwortlich sind. Das Problem ist, dass schwere Elemente einfach nicht existierten, bis Sterne sie erschufen.

Sterne bestehen größtenteils aus Wasserstoffgas, das im Universum reichlich vorhanden ist, aber sie zerschlagen Atomkerne und bilden so schwerere Elemente. Dies gilt für Eisen, da bei der Verschmelzung von Eisenatomen mehr Energie aufgenommen als erzeugt wird.

Bei einer gewaltigen kosmischen Explosion können sich jedoch auch Elemente bilden, die schwerer als Eisen sind. Wir haben es gesehen! Im Zuge der Kollisionen von Neutronensternen haben Wissenschaftler Elemente entdeckt, die zu schwer sind, als dass sie durch Kernfusion entstanden wären.

Das künstlerische Konzept von GRB 221009A zeigt Jets, die aus einem neu entstandenen Schwarzen Loch explodieren. (Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA/Informationstechnologie, Computer- und Datenforschungsdienste)

Aber es gibt vieles, was wir nicht wissen. Wenn wir den Bereich der Explosionen eingrenzen können, bei denen diese Elemente am wahrscheinlichsten entstehen, verfügen wir über ein neues Werkzeug, um nicht nur zu verstehen, wie das Universum Dinge erzeugt, sondern auch, wie häufig solche Explosionen vorkommen.

Deshalb wollten Blanchard und seine Kollegen natürlich einen Blick auf GRB 221009A werfen, um zu sehen, ob sich in dem von ihm emittierten Licht Anzeichen schwerer Elemente finden.

Aber sie mussten warten. Die Explosion war so hell, dass sie unsere Instrumente blendete.

„Die GRB-Explosion war so hell, dass sie in den ersten Wochen und Monaten nach der Explosion jede mögliche Supernova-Signatur verdeckte.“ Blanchard erklärt.

„Zu diesen Zeiten sah das sogenannte Nachleuchten des GRB aus wie die Scheinwerfer eines Autos, die direkt auf einen zukamen, sodass man das Auto selbst nicht sehen konnte. Wir mussten also warten, bis es deutlich verblasst war, um uns die Chance zu geben.“ Sehen Sie die Supernova.

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Erst etwa sechs Monate nach der ersten Beobachtung der Explosion konnten Forscher mit dem James Webb-Weltraumteleskop Licht im Infrarotwellenlängenbereich untersuchen. Auf diese Weise konnten sie feststellen, dass die Supernova selbst relativ normal war. Der Grund dafür, dass es so hell war, war wahrscheinlich, dass der Gammastrahlenausbruch direkt auf die Erde gerichtet war.

Als nächstes kombinierten die Forscher die Daten des James Webb-Weltraumteleskops mit Radiobeobachtungen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, um nach bestimmten Wellenlängenbändern zu suchen, die auf das Vorhandensein schwerer Elemente hinweisen. Obwohl sie Dinge wie Kalzium und Sauerstoff fanden, die in Supernovae ziemlich üblich sind, gab es keine Anzeichen für die Produktion schwerer Elemente.

Nun reicht die Geschwindigkeit, mit der Neutronensterne verschmelzen, nicht aus, um die Menge an schwerer Materie zu erzeugen, die wir im Universum sehen. Es wurde erwartet, dass riesige Explosionen wie GRB 221009A dazu beitragen, aber das Fehlen schwerer Elemente legt nahe, dass wir uns damit geirrt haben.

Daher müssen wir uns andere potenzielle Quellen ansehen, um zu sehen, ob wir den Schuldigen identifizieren können, sagen die Forscher.

„Wir haben keine Signaturen dieser schweren Elemente gesehen, was darauf hindeutet, dass sehr energiereiche Gammastrahlenausbrüche wie das Boot diese Elemente nicht erzeugen.“ sagt Blanchard.

„Das bedeutet nicht, dass nicht alle GRB-Ausbrüche sie produzieren, aber es ist eine wesentliche Information, da wir weiterhin verstehen, woher diese schweren Elemente kommen. Zukünftige Beobachtungen mit JWST werden bestimmen, ob die ‚natürlichen‘ Cousins ​​von BOAT diese produzieren.“ Elemente.“

Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Naturastronomie.

Magda Franke

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