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GAMMA-RAY-BURSTS
Swift entdeckt neuen Rekordausbruch
von Stefan Deiters
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28. April 2009

Am 23. April entdeckte der Satellit Swift einen zunächst recht unspektakulären und nur zehn Sekunden dauernden Gammastrahlenausbruch im Sternbild Löwe. Nachbeobachtungen mit einer Reihe von Teleskopen zeigten jetzt, dass der am vergangenen Donnerstag beobachtete Ausbruch von einer Explosion stammt, die sich nur 630 Millionen Jahre nach dem Urknall ereignete - ein neuer Rekord.

GRB 090423

Für dieses Bild von GRB 090423  wurden Daten des UV/optischen-Teleskops (blau, grün) und des Röntgenteleskops (orange, rot) von Swift kombiniert. Bild: NASA / Swift / Stefan Immler

"Swift wurde dafür entwickelt, diese weit entfernten Bursts zu entdecken", erzählt Swift-Chefwissenschaftler Neil Gehrels vom NASA Goddard Space Flight Center begeistert. "Aber die unglaubliche Entfernung dieses Bursts hat unsere kühnsten Erwartungen übertroffen - das war ein 'Blast from the past', eine Explosion aus der Vergangenheit."

Der nur zehn Sekunden dauernde Ausbruch von nur durchschnittlicher Helligkeit wurde vom Satelliten Swift am 23. April 2009 entdeckt, der daraufhin sofort seine Teleskope auf den Ort des Ausbruchs ausrichtete. Swift registrierte allerdings nur ein langsam dunkler werdendes Nachglühen im Röntgenbereich. Im sichtbaren Bereich des Lichtes konnte der Satellit nichts erkennen.

 "Der Burst entstand sehr wahrscheinlich durch die Explosion eines massereichen Sterns", vermutet Derek Fox von der Pennsylvania State University. "Wir sehen das Ende eines Sterns und möglicherweise die Geburt eines Schwarzen Lochs und dies in einer der ältesten Sternengenerationen des Universums."

Gamma-Ray-Bursts, also plötzliche starke Strahlungsausbrüche im Gammastrahlenbereich, sind die hellsten Explosionen im Universum. Als Ursache für die meisten dieser Bursts gilt der Kollaps eines massereichen Sterns am Ende seines nuklearen Lebens. Die dabei entstehenden Jets, also eng gebündelte Teilchenstrahlen, heizen das Material in der Umgebung des kollabierten Sterns auf und sorgen für ein Nachglühen, das auch in anderen Wellenlängenbereichen beobachtet werden kann.

"Dass kein Nachglühen im sichtbaren Bereich des Lichtes beobachtet wurde, sprach dafür, dass es sich um ein sehr entferntes Objekt handelt", so Edo Berger von der Harvard University. Durch die Expansion des Universums wird nämlich ab einer bestimmten Entfernung Strahlung, die eigentlich im sichtbaren Bereich des Lichtes abgestrahlt wird, in Richtung infraroter Wellenlängen verschoben. Genauso kann auch ultraviolettes Licht in Richtung sichtbarer Wellenlängen verschoben werden, doch gibt es gerade in der Frühzeit des Universums vermehrt Wasserstoffgas, das ultraviolette Strahlung absorbiert. "Wenn man weit genug ins All schaut, kann man von keinem Objekt mehr sichtbares Licht sehen," erläutert Berger.

Hat Swift einen Gamma-Ray-Burst entdeckt, behält das Team die Informationen nicht für sich, sondern informiert in kürzester Zeit ein ganzes Netzwerk von Teleskopen, damit diese das Nachglühen des Bursts weiterverfolgen zu können. Nur drei Stunden nach der Explosion konnten Nial Tanvir von der englischen University of Leicester und seine Kollegen eine Infrarotquelle am Ort des Bursts registrieren. Die Astronomen nutzten das United Kingdom Infrared Telescope auf dem Mauna Kea auf Hawaii. "Das Nachglühen eines Bursts liefert uns die meisten Informationen über den explodierten Stern und seine Umgebung", erklärt Tanvir. "Das Nachglühen wird allerdings schnell schwächer, deswegen muss man schnell sein."

Gleichzeitig bemühte sich auch Fox um Infrarot-Bilder des Nachglühens mit Hilfe des Gemini North-Teleskops, das auch auf dem Mauna Kea steht. Hier ergaben sich erste Hinweise auf die Entfernung des Bursts: Das Nachglühen war im langwelligeren Bereich zu sehen, nicht aber bei kürzeren Infrarot-Wellenlängen. Diese Sichtbarkeitsgrenze entsprach einer Entfernung von rund 13 Milliarden Lichtjahren.

Als sich die Information über diese potentielle Rekordentfernung unter den Astronomen verbreitete, wurden noch mehr Teleskope auf den Gamma-Ray-Burst ausgerichtet: Am Galileo National Telescope auf der Kanareninsel La Palma bestimmte man schließlich die sogenannte Rotverschiebung des Ausbruchs auf 8,2. Das Team von Tanvir konnte diesen Wert parallel mit Beobachtungen am Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO in Chile bestätigen. In eine Entfernung übersetzt bedeutet diese Rotverschiebung 13,035 Milliarden Lichtjahre.

"Das ist ein unglaublicher Fund", freute sich Guido Chincarini, der zum Team auf La Palma gehörte. "Und hinzu kommt, dass die Bestimmung an einem Teleskop gelang, das nach Galileo benannt ist und dies in einem Jahr, in dem wir das 400-jährige Jubiläum der ersten Teleskop-Beobachtung Galileos feiern."

Der bisherige Rekordhalter aus dem September 2008 (astronews.com berichtete)  brachte es nur auf eine Rotverschiebung von 6,7. Er liegt damit etwa 190 Millionen Lichtjahre näher an der Erde als GRB 090423. "Diese Entdeckung zeigt einmal mehr, wie wichtig Gamma-Ray-Bursts für die Erforschung der entfernten Bereiche des Universums sind", urteilt Tanvir. "Wir können jetzt wohl sicher sein, dass wir in Zukunft noch entferntere Ausbrüche entdecken werden. Das öffnet uns dann ein Fenster in die Zeit der allerersten Sterne und erlaubt einen Blick auf das Ende der dunklen Epoche des Universums."

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siehe auch
SWIFT & GROND: Gamma-Ray-Burst in Rekordentfernung - 23. September 2008
Links im WWW
Swift, Homepage der NASA
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