Astronomen aus Sydney bieten eine schnelle Radiowellen-Folgebeobachtung für den Gammastrahlenausbruch GRB 221009A

Australische Astronomen haben wichtige Informationen für die weltweiten Bemühungen geliefert, den hellsten jemals entdeckten Gammastrahlenausbruch zu verstehen, der am 9. Oktober letzten Jahres durch unser Sonnensystem fegte.

Detaillierte Ergebnisse dieser Explosion aus einer anderen 1,9 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie wurden heute in veröffentlicht Die Briefe des astrophysikalischen Journals.

Ph.D. Der Student James Leung von der University of Sydney sagte: „Die außergewöhnliche Helligkeit dieses Gammastrahlenausbruchs bedeutete, dass Astronomen ihn in Echtzeit mit beispielloser Detailgenauigkeit untersuchen konnten, als das Licht von dieser fernen Galaxie eintraf.

„Dies gab uns eine einmalige Gelegenheit, komplizierte physikalische Modelle zu testen, die beschreiben, was vor, während und nach dem Tod eines Sterns passiert.“

Herr Leung ist Co-Autor einer ergänzenden Studie, die derzeit auf dem Pre-Print-Server veröffentlicht wird arXiv und zur Veröffentlichung eingereicht in Naturastronomie.

Wissenschaftler glauben, dass Gammastrahlenausbrüche – die hellsten bekannten Explosionen im Universum – die Todeszuckungen riesiger Sterne sind, wenn sie zu schwarzen Löchern kollabieren und enorme Energiemengen in entgegengesetzte Richtungen als Gammastrahlen und Röntgenstrahlen abgeben.

Zum Zeitpunkt seiner Entdeckung im vergangenen Jahr wurde der Gammastrahlenausbruch GRB 221009A als BOOT bezeichnet – der hellste aller Zeiten.

„Obwohl das etwas übertrieben ist, war GRB 221009A wahrscheinlich der hellste Ausbruch bei Röntgen- und Gammastrahlenenergie, der seit Beginn der menschlichen Zivilisation aufgetreten ist“, sagte Assistenzprofessor Eric Burns von der Louisiana State University in Baton Rouge und Mitautor von Die Briefe des astrophysikalischen Journals lernen.

Der Ausbruch war so hell, dass er die meisten Gammastrahleninstrumente im Weltraum blendete, was bedeutete, dass sie die tatsächliche Intensität der Emission nicht messen konnten.

Astronomen glauben, dass es sich um ein Ereignis handelt, das alle 10.000 Jahre auftritt. Und obwohl die Energie dieses Gammastrahlenausbruchs nicht ungewöhnlich groß war, waren die Energiestrahlen außergewöhnlich schmal, wobei einer direkt auf die Erde gerichtet war, was sie außergewöhnlich hell erscheinen ließ.

In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der University of Oxford, der University of Sydney und des Knotenpunkts der Curtin University des International Centre for Radio Astronomy Research lieferten die Astronomen wichtige und schnelle Folgebeobachtungen des kosmischen Ereignisses im Radiowellenteil des elektromagnetischen ( Licht) Spektrum.

Dies unterstützte die Arbeit von US-Astronomen, die fehlende Daten in kürzeren Wellenlängen (Röntgen- und Gammastrahlen) mit dem Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA und Daten zusammenfügten, die von russischen und chinesischen Teams gesammelt wurden. Zusammen zeigten sie, dass die Explosion 70-mal heller war als alle zuvor gesehenen.

Wissenschaftler der University of Sydney führten eine Nachbeobachtung des Gammastrahlenausbruchs mit dem CSIRO ASKAP-Teleskop in Westaustralien durch und ermittelten die Auswirkungen der dramatischen Energieemission bei längeren Radiowellenlängen.

Professor Tara Murphy, Leiterin der School of Physics an der University of Sydney und Co-Autorin der von der Universität Oxford geleiteten Radioastronomieforschung, sagte: „Eines der faszinierenden Dinge an Gammastrahlenausbrüchen ist, obwohl sie ziemlich schnell vorbei sind – in nur wenigen Sekunden – sie hinterlassen Nachleuchtemissionen über das gesamte Lichtspektrum in der umgebenden Materie, die Monate und Jahre später widerhallen.“

Co-Autor und Sydney Ph.D. Der Student James Leung sagte: „Dieses Nachleuchten wird durch einen Vorwärtsstoß des durch den Gammastrahlenausbruch ausgestoßenen Materials und einen Rückwärtsstoß erzeugt, der rückwärts in das ausgestoßene Material reflektiert wird. Dies gibt uns weitere Möglichkeiten, diese faszinierenden, kraftvollen Ereignisse zu beobachten.“

Ihre Beobachtungen zeigten eine schnelle, frühe Aufhellung von der Quelle des Ereignisses, die durch den umgekehrten Schock des Gammastrahlenausbruchs verursacht wurde. Dies enthüllte Beweise in Radiowellen, die im Rahmen der aktuellen theoretischen Erklärungen von Gammastrahlenausbrüchen schwer zu erklären sind.

Herr Leung sagte: „Unsere Beobachtungen liefern unübertroffene Einblicke in das Reverse-Shock-Modell für die Emission von Gammastrahlenausbrüchen und zeigen, dass es für bestehende Modelle sehr schwierig ist, die langsame Entwicklung der von uns beobachteten Energiespitzen zu replizieren.

„Das bedeutet, dass wir neue theoretische Modelle verfeinern und entwickeln müssen, um diese extremsten Explosionen im Universum zu verstehen.“

Diese Detektivarbeit wird Astronomen helfen, zukünftige Gammastrahlenausbrüche schnell zu lokalisieren, und möglicherweise bei der Entdeckung vorhergesagter Supernovae helfen, die mit den Ereignissen in Verbindung stehen.

Die Co-Autorin der von Oxford geleiteten Studie, Dr. Gemma Anderson (ICRAR-Curtin University), sagte: „Der interessanteste Teil einer kosmischen Explosion ist ganz am Anfang, da die Explosion Material ausstößt, das sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegt . Wir wollen daher, dass die Radioteleskope so schnell wie möglich am Ziel sind und GRBs beobachten, damit wir das früheste von ihnen emittierte Radiolicht erkennen können.“

Bei dieser Art von GRB erwarten Astronomen, einige Wochen später eine aufhellende Supernova zu finden, aber bisher hat sie sich als schwer fassbar erwiesen.

In unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, wurde bisher kein Gammastrahlenausbruch nachgewiesen. Es wurde vorhergesagt, dass, wenn eine solch enorme Explosion relativ nahe an der Erde stattfinden würde – und in unsere Richtung zeigen würde – der Gammastrahlenausbruch die Elektronik ausschalten oder schlimmstenfalls der Erde ihre Atmosphäre entziehen könnte, was zu Massensterben führen würde.