Das Röntgenteleskop von Swift hat dieses Bild von GRB050509b aufgenommen, das in die diffuse Röntgenemission des Galaxienhaufens eingebettet ist. Bildnachweis: NASA. Klicken um zu vergrößern.
Vor zwei Milliarden Jahren und 25 Tagen fand in einer fernen Galaxie ein Ereignis statt, das als Wendepunkt in der astronomischen Gemeinschaft bestimmt war. eine Explosion von Gammastrahlen, die nur eine Dreißigstelsekunde dauerte. Das treffend benannte Swift-Observatorium „sah“ die Gammas mit seinem BAT-Instrument (Burst Alert Telescope), erarbeitete ungefähr, woher sie kamen, und drehte seine Röntgen- und UV-Teleskope. Das internationale GCN (GRB Coordinates Network) leuchtete mit Mitteilungen von Observatorien auf der ganzen Welt (und im Weltraum) auf und berichtete, was sie gefunden hatten, als sie dort nachgesehen hatten. Daten kamen aus Namibia, den Kanaren, den kontinentalen USA, Chile, Indien, den Niederlanden und vor allem aus Hawaii. Die weltweit führenden optischen Teleskope, das VLT, die Kecks, Gemini und Subaru, wurden aktiv. Das elektromagnetische Spektrum wurde von extrem energiereichen Gammas bis zum Radio abgedeckt.
Und alles für was? Ein paar Dutzend Gammastrahlen plus etwa ein Dutzend Röntgenstrahlen? Astronomen wissen seit über einem Jahrzehnt, dass es Gammastrahlen-Bursts (GRBs) auf zwei verschiedene Arten gibt :? Lang-weich? und? kurz-hart?. GRB050509b war kurz und hart. Es dauerte ungefähr 30 ms, sein Gammaspektrum war "härter". Gammas als? weich? Es war das erste Mal, dass ein Röntgennachleuchten festgestellt wurde.
Astronomen suchen seit Jahren „verzweifelt nach Nachglühen“. Dies sind die Röntgen-, UV-, optischen, IR- und Radiowellen, die vom Ort des GRB strömen, nachdem die Gammastrahlung nachgelassen hat. Da wir die Quelle dieser genauer bestimmen können als die GRBs selbst, ist das Auffinden von Nachleuchten der erste Schritt, um herauszufinden, was sie sind.
Vor GRB050509b neigten Astronomen zur Theorie, dass langweiche GRBs Kernkollaps-Supernovae (Kollapsare) sind. Zwar wurden Dutzende theoretischer Arbeiten zu kurzharten GRBs veröffentlicht, doch schienen nur drei Szenarien zu den Gammastrahlendaten zu passen. die Verschmelzung (oder Kollision) eines Neutronensterns mit einem anderen (oder einem Schwarzen Loch), eine riesige Fackel eines Magnetars (ein "Sternbeben" in einem intensiv magnetischen Neutronenstern) oder eine Variation des Kollapsarthemas.
Jetzt wurde das erste von wahrscheinlich Hunderten von Artikeln zu GRB050509b zur Veröffentlichung eingereicht. Die 28 Autoren kommen zu dem Schluss, dass "die Hypothese, dass bei der Fusion einer kompakten Binärdatei (zwei Neutronensterne oder ein Neutronenstern und ein Schwarzes Loch) kurzharte Bursts auftreten, nun durch Beobachtungen gestützt wird".
Der Schlüssel zu den Forschern? Schlussfolgerung ist die „Lokalisierung“ des Röntgennachglühens.
Das Röntgenteleskop von Swift detektierte Röntgenstrahlen, die aus derselben Himmelsregion wie die Gammas kamen. nach einigem Hin und Her, um die scheinbare Röntgenposition an die Astronomen zu binden? Das Swift XRT-Team stellte fest, dass das Nachleuchten aus einem Kreis mit einem Durchmesser von etwa 15 Zoll (Bogensekunden) stammte, dessen Zentrum etwa 10 Zoll vom Herzen einer elliptischen Galaxie entfernt ist (die jetzt den denkwürdigen Namen G1 trägt) ), selbst Mitglied einer reichen Gruppe von in Röntgenstrahlen getauchten Galaxien. Woher wussten sie, dass es ein Nachglühen war? Weil es verblasste; Das diffuse Röntgenlicht von Clustern macht das nicht.
Und trotz sorgfältiger Betrachtung wurde kein anderes elektromagnetisches Nachleuchten festgestellt.
Jetzt mussten unsere 28 Astronomen herausfinden, ob in den Vororten von G1 der Sternenhimmel passiert ist oder woanders; Was ist der "Wirt", in Astronomensprache.
Die moderne Astronomie nutzt Statistiken stark; Um sicherzugehen, dass sie keinen Zufall haben, wollen Forscher normalerweise viele, viele Beispiele. In diesem Fall können die Autoren des Papiers nur eine Berechnung durchführen. Wie wahrscheinlich ist es, dass ein kurzharter GRB (unter der Annahme, dass es sich um Stardeath-Ereignisse handelt) in der Nähe auftritt? eine elliptische Galaxie in einem reichen Cluster, nur zufällig? Viele verschiedene? Wie wahrscheinlich? Fragen wurden gestellt; Die Antworten sind in allen Fällen "nicht sehr wahrscheinlich". Niemand schließt jedoch Pech aus.
Unsere Forscher konnten sich nun den verschiedenen theoretischen Modellen von kurzharten GRBs und GRB-Nachleuchten zuwenden, um zu sehen, wie gut die Beobachtungsdaten den theoretischen Erwartungen entsprechen, vorausgesetzt, der GRB ging in G1 aus.
Die gute Nachricht (Nr. 1) ist, dass die Nachleuchtdaten gut übereinstimmen: Kurzharte GRBs setzen viel weniger (Gamma) Energie frei als langweiche (daher sollten Nachleuchten von kurzharten GRBs schwächer sein; die Gamma-Energie ist ein Indikator der Energie, die zur Stromversorgung des Nachglühens verwendet wird). Besser noch, da das, was die geplatzten Trümmer einschlagen, bestimmt, wie hell das Nachleuchten sein wird, ist das schwache Nachleuchten GRB050509b genau das, was Sie erwarten würden, wenn es im verdünnten Gas des interstellaren Mediums eines Ellipsentrainers passiert (kollabierende Nachleuchten sind teilweise hell weil sie in den unordentlichen Überresten der Gasstaubwolken vorkommen, aus denen sie nur wenige Millionen Jahre zuvor geboren wurden).
Die zweite gute Nachricht ist, dass in G1 keine Spur der jüngsten Sternentstehung gefunden werden konnte, so dass ein Kollapsar als Vorläufer so gut wie ausgeschlossen ist. Warum? Weil Kollapsare sehr junge Sterne sind und sich daher vor ihrem Tod nicht weit von ihrem Geburtsort entfernt haben können. Außerdem wären einige Tage später die Trümmer selbst der schwächsten kollabierenden Supernova sichtbar gewesen.
Was ist mit einer riesigen Fackel von einem Magnetar? Dies kann für GRB050509b nicht stark ausgeschlossen werden, aber ein Magnetar in einer Galaxie wie G1 ist nicht sehr wahrscheinlich, und GRB050509b war tausendmal heller als die stärkste Magnetfackel, die wir bisher gesehen haben.
Damit bleibt die Fusion einer Neutronenstern-Binärdatei (oder einer NS-BH-Binärdatei). Wo würden wir eine solche Binärdatei finden, die gerade zum Zusammenführen bereit ist? Sie könnten sicherlich in den Vororten von Spiralgalaxien oder in Kugelhaufen gefunden werden, aber riesige elliptische Galaxien wie G1 sind meistens dort.
Also ist der Fall geschlossen? Nicht ganz. "Andere Vorläufermodelle sind noch funktionsfähig, und zusätzliche schnell lokalisierte Ausbrüche aus der Swift-Mission werden zweifellos dazu beitragen, das Bild der Vorläufer weiter zu klären."
Könnte GRB050509b ein Sternenhimmel in einer viel weiter entfernten Galaxie sein? Vielleicht einer der rund ein Dutzend Fuzzy-Blobs (ein viel weiter entfernterer Galaxienhaufen? Solche zufälligen Ausrichtungen sind sehr häufig) im oder in der Nähe des Röntgennachglühens? Vielleicht wird dies in zukünftigen Veröffentlichungen zu GRB050509b diskutiert.
Ursprüngliche Quelle: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
