Der rekordbrechende Gammastrahlenausbruch könnte die stärkste Explosion sein, die jemals aufgezeichnet wurde

In den frühen Morgenstunden des heutigen 14. Oktober 2022 beobachteten Astronomen mit dem Gemini South Telescope in Chile, das vom NOIRLab der NSF betrieben wird, die beispiellosen Folgen einer der stärksten jemals aufgezeichneten Explosionen, Gammastrahlenausbruch GRB221009A. Dieses rekordverdächtige Ereignis, das erstmals am 9. Oktober 2022 von umlaufenden Röntgen- und Gammastrahlenteleskopen entdeckt wurde, ereignete sich 2,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt und wurde wahrscheinlich durch eine Supernova-Explosion ausgelöst, die zur Entstehung eines Schwarzen Lochs führte .

Eine titanische kosmische Explosion hat unter Astronomen auf der ganzen Welt eine explosionsartige Aktivität ausgelöst, während sie sich beeilen, die Nachwirkungen eines der nächsten und möglicherweise energiereichsten Gammastrahlenausbrüche (GRBs) zu untersuchen, die nie beobachtet wurden. Kürzlich veröffentlichte Beobachtungen von zwei unabhängigen Teams mit dem Gemini South Teleskop in Chile zielte eines der vom NOIRLab der NSF betriebenen Doppelteleskope des Gemini International Observatory auf die hellen, weißglühenden Überreste der Explosion, die wahrscheinlich eine Supernova ankündigte, die ein Schwarzes Loch entstehen ließ.

Der GRB, identifiziert als GRB 221009A, erschien etwa 2,4 Milliarden Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbildes Sagitta. Es wurde erstmals am Morgen des 9. Oktober von Weltraum-Röntgen- und Gammastrahlen-Teleskopen entdeckt, darunter das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA, das Neil-Gehrels-Swift-Observatorium und die Raumsonde Wind.

Als sich die Nachricht von dieser Entdeckung schnell verbreitete, arbeiteten zwei Teams von Astronomen eng mit Mitarbeitern von Gemini South zusammen, um die frühestmöglichen Beobachtungen des Nachleuchtens dieser historischen Explosion zu erhalten.

In den frühen Morgenstunden des Freitags, dem 14. Oktober, wurden zwei Rapid Target of Opportunity-Bildbeobachtungen von zwei unabhängigen Beobachterteams unter der Leitung der Doktoranden Brendan O’Connor (University of Maryland/George Washington University) und Jillian Rastinejad (Northwestern University) durchgeführt. . Die Sichtungen fanden innerhalb von Minuten statt. Die erste Beobachtung erfolgte mit dem FLAMINGOS-2-Instrument, einem bildgebenden Nahinfrarot-Spektrographen. Bei der anderen Beobachtung wurde der Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) verwendet.

Die Teams haben jetzt Zugriff auf beide Datensätze für ihre Analysen dieses energetischen und sich entwickelnden Ereignisses.

„Der außergewöhnlich lange GRB 221009A ist der hellste GRB aller Zeiten und sein Nachleuchten bricht alle Rekorde bei allen Wellenlängen“, sagte O’Connor. „Weil dieser Ausbruch so hell und so nah ist, glauben wir, dass dies eine einmalige Gelegenheit ist, einige der grundlegendsten Fragen zu diesen Ausbrüchen zu beantworten, von der Entstehung schwarzer Löcher bis hin zum Testen von Modellen dunkler Materie.“

Durch die schnelle Reaktion von Beobachtern und Mitarbeitern, kombiniert mit der Nutzung der freien Zeit des Gemini Director und einer effektiven Datenreduktionssoftware wie der von Gemini „FEUER“ DRACHEN (Fast Initial Reduction Engine) wurde dieses Bild kurz nach den Sichtungen schnell erstellt.

„Die Agilität und Reaktionsfähigkeit der Infrastruktur und des Personals von Gemini sind Markenzeichen unseres Observatoriums und haben unsere Teleskope zu unschätzbaren Ressourcen für Astronomen gemacht, die vorübergehende Ereignisse untersuchen“, sagte Gemini-Chefwissenschaftlerin Janice Lee.

Über das Gammastrahlen-Koordinatennetz der NASA wurden bereits Mitteilungen an andere Astronomen gesendet, deren Archive sich jetzt füllen Berichte der ganzen Welt. Astronomen glauben, dass es den Kollaps eines Sterns darstellt, der mehrere Male die Masse unserer Sonne hat, was wiederum eine extrem starke Supernova auslöst und ein Schwarzes Loch in 2,4 Milliarden Lichtjahren Entfernung entstehen lässt.

„In unserer Forschungsgruppe nennen wir diesen Ausbruch das ‚BOOT‘ oder den hellsten aller Zeiten, denn wenn man sich die Tausenden von Ausbrüchen ansieht, die Gammastrahlenteleskope seit den 1990er Jahren entdeckt haben, sticht dieser hervor …“, sagte Rastinejad. „Die Empfindlichkeit und die vielfältige Instrumentenpalette von Gemini werden uns helfen, die optischen Gegenstücke von GRB221009A viel später zu beobachten, als die meisten bodengestützten Teleskope beobachten können. Es wird uns helfen zu verstehen, was es getan hat. Gamma-Burst so besonders hell und energiegeladen.“

Wann Schwarze Löcher Form treiben sie mächtige Partikelstrahlen an, die fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Diese Jets schießen dann durch die Überreste des Vorläufersterns und senden Röntgen- und Gammastrahlen aus, während sie sich durch den Weltraum ausbreiten. Wenn diese Strahlen in die allgemeine Richtung der Erde gerichtet sind, werden sie als helle Blitze von Röntgen- und Gammastrahlen beobachtet.

Noch einer Gammastrahlen Dieser brillante Burst erscheint möglicherweise erst seit Jahrzehnten oder sogar Jahrhunderten, und der Fall entwickelt sich immer noch weiter. Es sollte auf andere außergewöhnliche Berichte von hingewiesen werden Störungen in der Ionosphäre der Erde Auswirkungen auf langwellige Funkübertragungen der energiereichen Strahlung des Ereignisses GRB221009A. Wissenschaftler fragen sich auch, wie hochenergetische Photonen von 18 TeV (Tera-Elektronenvolt) beobachtet mit Chinas Great High Altitude Air Shower Observatory könnten unserem Standardverständnis der Physik trotzen und ihre 2,4 Milliarden Jahre lange Reise zur Erde überleben.

Dieses Ereignis ist aufgrund seiner relativen Nähe zur Erde auch eine einzigartige Gelegenheit, den Ursprung der Elemente, die schwerer als Eisen sind, und ob sie alle auftreten, besser zu verstehen nur Verschmelzungen von Neutronensternen oder auch der Kollaps von Sternen, die GRBs auslösen.

„Die Gemini-Beobachtungen werden es uns ermöglichen, dieses nahe Ereignis optimal zu nutzen und nach Signaturen von schweren Elementen zu suchen, die während des massiven Zusammenbruchs des Sterns gebildet und ausgestoßen wurden“, sagte O’Connor.

Bereitgestellt von NOIRLab