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Donnerstag, 19.01.2017
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Gammastrahlenausbruch sprengt Theorie

Ungewöhnlich langes und energiereiches Nachglühen entdeckt

Neue Daten des Swift-Satelliten der NASA widerlegen jetzt einige der grundlegenden Theorien der Astronomen über die Natur von Gammastrahlenausbrüchen. Die vier Monate lange Beobachtungsreihe des Satelliten entdeckte das Nachglühen eines solchen Ausbruchs über 125 Tage hinweg – weitaus länger und stärker als nach der gängigen Lehrmeinung möglich.
Gammastrahlenausbruch

Gammastrahlenausbruch

Gammastrahlenbausbrüche gehören zu den gewaltigsten Ereignissen im Universum. Die Explosionen markieren den Tod von sehr massereichen Sternen. Innerhalb von wenigen Sekunden setzt ein solcher Ausbruch die gleiche Energiemenge frei, die die Sonne in ihrer gesamten Lebenszeit von mehr als zehn Milliarden Jahren ausstrahlt. Wenn die Strahlenfontänen dieser Eruptionen in nahe gelegenen Gaswolken prallen, erzeugen sie ein intensives Nachglühen von Röntgenstrahlen und anderen Wellenlängen für mehrere Wochen – so jedenfalls die Theorie.

Nachglühen länger als normal


Das Burst Alert Telescope des Swift-Satelliten entdeckte im Juli 2006 den Gammastrahlenausbruch GRB 060729 in der Konstellation Pictor, das Röntgenteleskop an Bord des Satelliten begann die Überwachung des Nachglühens bereits 124 Sekunden nach der ersten Entdeckung. Während sich jedoch normalerweise nach einer oder zwei Wochen das Glühen bis zur unteren Nachweisgrenze abschwächt, begann das Glühen von GRB 060729 so stark und ließ so wenig nach, dass es über Monate hinweg beobachtbar war.

Dieses anormal lange Glühen sorgte nicht nur für Überraschung unter den Astronomen, es fordert auch die gängige Theorie heraus. „Es erfordert eine weitaus größere Energiezufuhr als wir es normalerweise in solchen Ausbrüchen sehen“, erklärt Dirk Grupe von der Penn State Universität. „Es könnte sogar einen kontinuierlichen Input von dem zentralen Motor erfordern.“


Superstarke Magnetfelder als Erklärung?


Eine Erklärungsmöglichkeit wäre, dass der zentrale Motor in diesem Fall ein Magnetar war – ein Neutronenstern mit einem extrem starken Magnetfeld. Das Feld wirkt in diesem Falle wie eine Bremse, die die Rotation des Sterns relativ schnell abschwächt und dazu führt, dass die dabei freiwerdende Energie kontinuierlich dem Strahlenausbruch zugeführt wird. Diese Energiemenge, das zeigen Berechnungen des Ko-Autors der jetzt im Astrophysical Journal veröffentlichten Studie könnte ausreichen um das beobachtete Nachglühen über Monate aufrecht zu erhalten.

“Lange Zeit haben die Leute gedacht, dass Gammastrahlenausbrüche die Geburtswehen von Schwarzen Löchern sind, aber jetzt denken Wissenschaftler auch an andere Möglichkeiten“, erklärt Neil Gehrels vom NASA Goddard Space Flight Center.

Extrem großer Ausstrahlungswinkel


Ein weiteres überraschendes Ergebnis des Gammastrahlenausbruchs ist die Tatsache, dass das Nachglühen kein starkes Absinken zeigte und keinen Hinweis darauf, dass der Winkel, in dem die Röntgenstrahlen ausgesendet wurden, sehr eng war. Gruppe und seine Kollegen kalkulierten den Winkel auf mindestens 28 Grad – deutlich mehr als nach der gängigen Theorie für solche Ausbrüche üblich. „Der deutlich größere Winkel, den wir in GRB 060729 sehen, deutet auf eine sehr viele größere Energiefreisetzung hin als wir typischerweise in Gammastrahlenausbrüchen sehen“, so Grupe.
(NASA, 09.03.2007 - NPO)
 
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