Gammastrahlenausbrüche (GRBs) sind die hellsten und energiereichsten Lichtausbrüche im Universum. Laut einer massiven kosmischen Explosion könnte ein einzelnes GRB eine Million Billionen Mal mehr aufhellen als die Sonne der Erde NASA Und oft können Wissenschaftler nicht erklären, warum es passiert.
Ein Teil des Problems ist, dass alle bekannten GRBs von sehr weit her kommen – normalerweise Milliarden Lichtjahre von der Erde. Manchmal ist die Haupt-GRB-Galaxie so weit entfernt, dass das Licht der Explosion aus dem Nichts zu kommen scheint, kurz vom leeren schwarzen Himmel verschwindet und Sekunden später verschwindet. Dieser „leere Himmel“ Gamma Strahlen Die Eruptionen, wie einige Astronomen sie nennen, bieten seit mehr als 60 Jahren ein fortwährendes kosmisches Mysterium. Aber jetzt, eine neue Studie, die am 15. September in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Temperieren Sie die Natur, bietet eine überzeugende mathematische Erklärung für die Ursprünge starker Bursts.
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Laut den Forschern der Studie, die Wechselwirkungen zwischen Gammastrahlen und anderen mächtigen Energiequellen wie der kosmischen Strahlung modelliert haben, könnten all diese mysteriösen Explosionen am leeren Himmel das Ergebnis massiver Starbursts in den Scheiben entfernter Galaxien sein.
„Wir haben die Gammastrahlung aller Galaxien im Universum modelliert … und festgestellt, dass es die sternbildenden Galaxien sind, die die Mehrheit der Galaxien produzieren.“ [empty-sky] Gammastrahlung“, Studienleiter Matt Roth, Astrophysiker an der Australian National University in Canberra, Er sagte in einer Erklärung.
Explosionen aus der Vergangenheit
Astronomen bevorzugen zwei Haupterklärungen für das Gammastrahlen-Mysterium am leeren Himmel. In einer Interpretation treten die Strahlen auf, wenn Gas in die massive Masse fällt Schwarze Löcher Die sich in den Zentren aller Galaxien im Universum befinden. Wenn in diesem Szenario Gasmoleküle in das Schwarze Loch gesaugt werden, entweicht ein kleiner Teil von ihnen und strahlt stattdessen in großen Mengen von Materie nahe der Lichtgeschwindigkeit aus. Es wird vermutet, dass diese starken Jets für die Gammastrahlenausbrüche verantwortlich sein könnten.
Die andere Erklärung bezieht sich auf Starbursts namens Supernovae. Wenn großen Sternen der Treibstoff ausgeht und sie in diese heftigen Supernovae ausbrechen, können sie nahe gelegene Partikel mit fast Lichtgeschwindigkeit wegsenden. Diese hochenergetischen Teilchen heißen kosmische Strahlung, können sie dann mit anderen Partikeln kollidieren, die durch das gasförmige Hinterland zwischen Sternen gestreut werden und Gammastrahlen erzeugen.
In ihrer neuen Studie konzentrierten sich die Forscher auf diese zweite Erklärung, indem sie die Wechselwirkungen zwischen kosmischer Strahlung und interstellarem Gas in verschiedenen Arten von Sternentstehungsgalaxien modellierten. Sie fanden heraus, dass die Rate der Gammastrahlung von mehreren Schlüsselfaktoren beeinflusst wird, darunter die Größe der Galaxie, die Rate der Sternentstehung (die die Rate der Supernovae beeinflusst) und die anfängliche Energie der kosmischen Strahlung, die von jeder Supernova erzeugt wird.
Nachdem das Team ein Modell hatte, das durchschnittliche GRBs pro Galaxiengröße vorhersagte, verglichen sie ihr Modell mit einem realen Gammastrahlen-Scan, der vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA aufgenommen wurde. Die Forscher fanden heraus, dass ihre Berechnungen zu den Beobachtungen passen und dass Supernovae in sternbildenden Galaxien die meisten, wenn nicht alle GRBs am leeren Himmel erklären können.
„Es ist ein wichtiger Meilenstein, dass wir endlich die Ursprünge der Gammastrahlung entdecken und das Geheimnis des Universums lösen, das Astronomen seit den 1960er Jahren zu entschlüsseln versuchen“, sagte Roth.
Die Forscher fügten hinzu, dass Schwarze Löcher möglicherweise immer noch für einige der von unseren Satelliten eingefangenen Gammastrahlen verantwortlich sind. Aber wenn es um GRBs mit vage leerem Himmel geht, sind hungrige Löcher einfach nicht nötig; Explodierende Sterne in den entlegensten Winkeln des Universums reichen aus, um dieses Phänomen zu erklären.
Ursprünglich auf Live Science veröffentlicht.
