Mehrere umlaufende Weltraumteleskope, die den Himmel nach mächtigen kosmischen Explosionen absuchen, wurden entdeckt einer der hellsten Gammastrahlenausbrüche, die jemals entdeckt wurden. Erste Hinweise deuten darauf hin, dass die Explosion hochenergetischer Strahlung beim Kollaps eines extrem massereichen Sterns entstand – ein Prozess, der zu einer immensen Flut von Gamma- und Röntgenstrahlen führt. Astronomen haben sich bemüht, die Entdeckung weiterzuverfolgen, wobei ein Forscher vorschlug, dass es sich um den „am besten untersuchten Gammastrahlenausbruch in der Geschichte“ handeln wird.
Die ersten Berichte über die Explosion, katalogisiert als GRB 221009A, kamen vom Neil-Gehrels-Swift-Observatorium und dem Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop, die beide das Universum bei Gamma- und Röntgenwellenlängen überwachen. Ihre Systeme bemerkten am 9. Oktober eine helle Quelle im Sternbild Schütze. Die Explosion wurde auch von der Solar Orbiter-Mission der Europäischen Weltraumorganisation erfasst, und seitdem haben zahlreiche andere Observatorien – einschließlich solcher, die sich mit sichtbaren Wellenlängen befassen – den verblassenden Feuerball des Ereignisses, der als „Nachglühen“ bekannt ist, genau untersucht.
Einer der auffälligsten Aspekte von GRB 221009A ist seine Nähe. Die Explosion scheint in einer etwa zwei Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie stattgefunden zu haben, was erheblich näher ist als ein „durchschnittliches“ Gammastrahlenausbruch-Ereignis, das etwa 10 Milliarden Lichtjahre entfernt liegen könnte. Astronom der Universität Leicester Kim Seite, der an der Swift-Mission der NASA arbeitet, sagt, dass diese Nähe „eine große Rolle“ dabei spielte, warum dieser Ausbruch so hell erschien.
Die helle und nahe Natur von GRB 221009A sollte den Wissenschaftlern viel zu studieren geben. „Wir haben viele Photonen im gesamten elektromagnetischen Spektrum, und das wird es uns ermöglichen, die Daten feiner aufzuteilen“, fügt Page hinzu. Die Forscher hoffen auch zu untersuchen, wie sich die chemische Signatur oder das Spektrum der Explosion entwickelt – Informationen, die Hinweise auf die Zusammensetzung des Phänomens geben können.
Eine „einzigartige“ Messung
Während erste Analysen noch andauern, bestaunen Astronomen bereits einige der frühen Beobachtungen. Röntgenbilder des Swift-Observatoriums zeigen markante, leuchtende Ringe um die Position von GRB 221009A. Diese Merkmale sind kein physischer Teil der Explosion, sondern „Lichtechos“, die verursacht werden, wenn Röntgenstrahlung, die von dem Ereignis auf uns zuströmt, an mikroskopisch kleinen Körnern gestreut wird, die in Staubwolken in unserer eigenen Galaxie schweben.
GRB 221009A wird der am besten untersuchte Gammastrahlenausbruch der Geschichte sein
Andrea Thiengo
„Dies ist bei weitem die beste Gruppe von Ringen, die um einen Gammastrahlenausbruch herum zu sehen sind, teilweise dank seiner Helligkeit in Röntgenstrahlen und seiner Nähe zur galaktischen Ebene“, erklärt der Astronom aus Leicester Andrew Bartmore, der an der Swift-Mission arbeitet.
Laut Beardmore wird die Analyse der Ringe es Wissenschaftlern ermöglichen, die Natur der interstellaren Staubkörner zu untersuchen und sogar die Orte der Staubwolken der Milchstraße zu untersuchen, an denen sie sich befinden. „Weil [die Ringe] so hell sind, wird die Entfernung zu den für [sie] verantwortlichen Staubschichten wahrscheinlich mit großer Genauigkeit bekannt sein. Dies macht es zu einer ziemlich einzigartigen Messung“, fügt er hinzu.
Warum sind Gammastrahlenausbrüche so extrem interessant?
In der Tat ist diese Messung etwas Andrea Thiengo von der Scuola Universitaria Superiore IUSS di Pavia in Italien, und Kollegen haben bereits daran gearbeitet. „Wir haben unsere Messungen mit den Entfernungen aus anderen Methoden verglichen und bestätigen, dass sie kompatibel sind“, sagt er. „Aber wir erkennen mehr Wolken bis zu einer größeren Entfernung und bestimmen ihre Entfernung mit höherer Genauigkeit.“
Der für die Ringe verantwortliche Staub hat auch eine bestimmte Art von Röntgenlicht aus den frühen Stadien der Explosion gestreut. Diese sogenannten „weichen“ Röntgenstrahlen – mit Energien zwischen 0.3 und 10 keV – werden bei diesen Ereignissen normalerweise nicht auf uns emittiert, aber sie können auf Details über den Stern untersucht werden, der den Gammastrahlenausbruch erzeugt hat.
„Da GRB 221009A der am besten untersuchte Gammastrahlenausbruch der Geschichte sein wird, ist dies eine grundlegende Information, die sonst fehlen würde, und sie wird uns sicherlich helfen, die Physik der stärksten Explosionen im Universum besser zu verstehen. “, sagt Tiengo.
