Studie gibt Aufschluss über die Jet-Struktur des hellsten Gammas

Eine neue Studie legt nahe, dass der hellste Gammastrahlenausbruch aller Zeiten, der im Oktober letzten Jahres entdeckt wurde, möglicherweise von seiner einzigartigen Jet-Struktur angetrieben wurde.

Der als GRB 221009A bekannte Ausbruch gilt als die größte Explosion seit dem Urknall. Er tritt alle 10.000 Jahre einmal auf und ist 70-mal heller als alle zuvor beobachteten.

Der Grund für seine außergewöhnliche Helligkeit blieb jedoch ein Rätsel.

Eine kürzlich in der Fachzeitschrift „Science Advances“ veröffentlichte Studie nutzte Beobachtungen des NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) der NASA, um zu untersuchen, wie der kollabierende Stern neben anderen charakteristischen Merkmalen einen Materialstrahl mit einer unter Gammastrahlenausbrüchen beispiellosen Form ausstieß.

Diese Unterscheidungen könnten vom Vorläuferstern herrühren, da dessen physikalische Eigenschaften die Eigenschaften des Ausbruchs beeinflussen könnten. Alternativ könnte es einen völlig anderen Mechanismus geben, der dafür verantwortlich ist, die hellsten Jets in den Weltraum zu schicken, wie Wissenschaftler vermuten.

Eleonora Troja, Professorin für Physik an der Universität Rom, die die NuSTAR-Beobachtungen leitete, erklärte: „Die einzige Möglichkeit, eine andere Jet-Struktur zu erzeugen und die Energie zu variieren, besteht darin, einige Eigenschaften des explodierten Sterns zu variieren, wie seine Größe und Masse.“ , Dichte oder Magnetfeld. Das liegt daran, dass sich der Jet grundsätzlich seinen Weg aus dem Stern erzwingen muss. So würde beispielsweise die Stärke des Widerstands, auf den er trifft, möglicherweise die Eigenschaften des Jets beeinflussen.“

Gammastrahlen, die energiereichste Form des Lichts im Universum, sind für das menschliche Auge unsichtbar. Allerdings war GRB 221009A mit dem Spitznamen BOAT (hellster Stern aller Zeiten) so intensiv, dass er die meisten Gammastrahleninstrumente im Weltraum überstrahlte. Um die tatsächliche Helligkeit zu bestimmen, mussten Wissenschaftler das Ereignis mithilfe von Daten des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops der NASA rekonstruieren.

GRB 221009A wurde auch von den Weltraumteleskopen Hubble und James Webb, den Raumsonden Wind und Voyager 1 der NASA sowie dem Solar Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation entdeckt.

Wie andere Gammastrahlenausbrüche zeigte GRB 221009A einen Strahl, der vom kollabierenden Stern ausging und einem Partikelstrom aus einem Feuerwehrschlauch ähnelte, wobei Gammastrahlen aus dem heißen Gas in seinem Kern ausgingen.

Im Gegensatz zu zuvor beobachteten Gammastrahlenausbrüchen zeigte GRB 221009A jedoch einen schmalen Kern mit breiteren, schrägen Seiten. Während einige hochenergetische Gammastrahlenstrahlen ähnliche Eigenschaften zeigten, variierte auch die Energie des Materials in GRB 221009A.

Das bedeutet, dass sich die Energie des Materials veränderte, als es sich vom Kern des Jets entfernte, anders als bei einem einzelnen Schuss aus einer Waffe. Den Wissenschaftlern zufolge wurde dieses Phänomen bei langen Gammastrahlenausbrüchen nicht beobachtet.

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