Zum ersten Mal haben Astronomen das schwache Nachleuchten einer Geisterexplosion - eine Art kosmischer Schallknall - entdeckt, möglicherweise das Ergebnis einer seltsamen Art von Gammastrahlenexplosion.
Künstlerkonzept eines Gammastrahlenausbruchs nach einer massiven Explosion eines Sterns. Die beiden Strahlen von Gammastrahlen sind nur schwer zu erkennen, wenn einer von ihnen auf die Erde gerichtet ist. Man geht davon aus, dass ein derart starkes Ereignis die Ursache für die "Geister" -Explosion ist, bei der ein schwaches "Funkglühen" noch lange nach dem Ereignis selbst festgestellt werden kann. Bild über NRAO.
Das Universum ist anscheinend ein sehr ruhiger Ort, an dem Niemand kann dich schreien hören. Das heißt aber nicht, dass es auch langweilig inaktiv ist. Tatsächlich kann das Universum sehr chaotisch sein - sogar gewalttätig - zum Beispiel, wenn Sterne in Supernovas explodieren. Normalerweise sind solche Vorkommnisse von Natur aus ziemlich auffällig. Diese explosiven Ausbrüche von Gas und Staub sind seit vielen Lichtjahren zu sehen. Jetzt haben die Astronomen die ersten Beweise für eine etwas andere Art von Sternenkatastrophe gefunden - eine unsichtbare "Geister" -Explosion, die in den 1990er Jahren stattfand und in der Zeit seitdem fast erloschen ist und heute nur noch ein schwaches gespenstisches Nachglühen hinterlässt .
Die neuen Ergebnisse wurden in einem Peer-Review-Artikel in veröffentlicht Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe am 4. Oktober 2018.
Astronomen machten die Entdeckung, als sie Daten aus der ersten Epoche der Beobachtung für den VLA Sky Survey Ende 2017 durchsuchten. Das Explosionsereignis - bekannt als FIRST J141918.9 + 394036 - wurde auch als eine Art kosmischer Schallboom bezeichnet Es wird angenommen, dass es sich um ein sogenanntes Orphan Afterglow handelte, bei dem durch den Zusammenbruch eines massereichen Sterns in einer fast 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie ein starker Gammastrahlenausbruch (Gamma Ray Burst, GRB) ausgelöst wurde.
In diesem Fall kollabierte der Stern entweder zu einem dichten Stern, der als Magnetar oder wahrscheinlicher als Schwarzes Loch bezeichnet wird.
Es ist der Radio Nachleuchten der ersten Explosion, die entdeckt worden war, obwohl sie jetzt fast vollständig verblasst war. Dieses GRB konnte jedoch nicht mit einem Gammastrahlenteleskop wie typischen GRBs nachgewiesen werden. Als Casey Law, ein Assistant Research Astronomer an der University of California, erklärte Berkeley:
Wir glauben, dass wir die ersten sind, die Beweise für Gammastrahlenausbrüche finden, die mit einem Gammastrahlenteleskop nicht erfasst werden konnten. Diese werden als "verwaiste" Gammastrahlen-Bursts bezeichnet, und es werden in den neuen Radio-Umfragen, die derzeit durchgeführt werden, noch viele weitere verwaiste GRBs erwartet.
Serie von Radiobildern von FIRST J1419 + 3940, die das allmähliche Ausbleichen von 1993 bis 2017 zeigen. Bild über Law et al./Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF.
Bryan Gaensler von der University of Toronto, Mitautor des neuen Papers, fügte hinzu:
Dies ist das erste Mal, dass jemand den Überschallknall einer unsichtbaren GRB-Explosion einfängt. In der Vergangenheit haben die Menschen entweder die Explosion und dann den Boom gesehen oder ein oder zwei Mal den Boom gesehen und dann zurückgeschaut und die Explosion nachträglich geborgen. Aber hier haben wir den Boom gesehen, und dennoch scheint die vorhergehende Explosion von der Erde aus gesehen völlig zu fehlen.
FIRST J141918.9 + 394036 ist sehr weit entfernt und befindet sich in einer Zwerggalaxie 284 Millionen Lichtjahre von der Erde, was wahrscheinlich eine gute Sache ist. Es befindet sich in einer Region, in der noch immer neue Stars geboren werden, wie das Gesetz feststellt:
Dies ist eine kleine Galaxie mit aktiver Sternentstehung, ähnlich wie bei anderen, bei denen wir die Art von GRBs gesehen haben, die entstehen, wenn ein sehr massereicher Stern explodiert.
Normalerweise muss in einem GRB die Quelle der Gammastrahlen - ein relativistischer Materialstrahl, der aus dem explosiven Zusammenschluss austritt - direkt auf die Erde zeigen, um erfasst zu werden. Es wird geschätzt, dass mit dem Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA nur etwa einer von 100 GRB von der Erde aus gesehen werden kann. Dem Gesetz zufolge:
GRBs senden ihre Gammastrahlen in eng fokussierten Strahlen aus. In diesem Fall waren die Strahlen unseres Erachtens von der Erde weg gerichtet, sodass Gammastrahlenteleskope dieses Ereignis nicht wahrnahmen. Was wir gefunden haben, ist die Funkemission nach der Explosion, die sich im Laufe der Zeit so verhält, wie wir es von einem GRB erwarten.
Animation von Bildern von 1993 bis 2017, die die mit der Zeit verblassende Radioemission des Gammastrahlenausbruchs „Orphan“ zeigen.
Bild über Law et al./Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF.
Der neue Ghost GRB war 1993 schätzungsweise 50 Mal heller als heute.
Also, was verursacht diese Explosionen überhaupt? Law glaubt, dass ihnen entweder die Fusion zweier sehr großer Sterne - Neutronensterne - oder der Tod eines einzelnen massereichen Sterns vorausgeht, der einen sich schnell drehenden und stark magnetisierten Neutronenstern hervorbringt, der als Magnetar bekannt ist. Die Explosion sendet intensive Radiowellen aus, die dann allmählich verschwinden. Der Magnetar dreht sich dann herunter und sendet manchmal schnelle Funkstöße (FRBs) aus, die selbst ein einzigartiges und verblüffendes Phänomen darstellen. Wenn es ein einzelner Stern war, der explodierte, könnte es mehr gewesen sein als 40 mal die Masse unserer Sonne.
FIRST J141918.9 + 394036 wurde erstmals als Lichtblick in einer Radiomessung des Himmels gesehen, die Anfang der neunziger Jahre vom Radioobservatorium Karl G. Jansky in New Mexico durchgeführt wurde. Es ist jetzt viel schwächer und kann nur von großen Radioteleskopen erkannt werden. Wie gesetzlich vermerkt:
Wir dachten, "das war seltsam". Seine Spitzenhelligkeit in den 90ern war ziemlich hoch, daher war es eine große, große Veränderung: etwa ein Faktor von 50 Helligkeitsabfall. Wir haben im Grunde genommen jede Funkumfrage, jeden Funkdatensatz, den wir finden konnten, jedes Archiv auf der Welt durchgesehen, um die Geschichte zusammenzustellen, was mit dieser Sache passiert ist.
Wir haben Bilder von alten Himmelskarten verglichen und eine Radioquelle gefunden, die heute in VLASS nicht mehr sichtbar war. Ein Blick auf die Radioquelle in anderen alten Daten zeigt, dass sie in einer relativ nahen Galaxie lebte und in den 1990er Jahren so hell war wie die größten Explosionen, die bekannt sind, nämlich Gammastrahlenexplosionen.
Das Radioobservatorium Karl G. Jansky Very Large Array in New Mexico, mit dem die „Geister“ -Explosion entdeckt wurde. Bild über NRAO / AUI / NSF.
Später entdeckten Law und seine Kollegen im Sternbild Boötes zehn weitere Funkbeobachtungen desselben Himmelsbereichs, die es ihnen ermöglichten, das Erscheinen und Verschwinden des Objekts zu verfolgen. Die ersten Funkemissionen der Explosion erreichten die Erde wahrscheinlich 1992 oder 1993, obwohl sie nicht die ersten waren erkannt bis 1994.
Law hofft, in den kommenden Jahren viele weitere Beispiele für ähnliche Geisterexplosionen zu finden.
Ein Teil der Geschichte handelt davon, wie sehr sich der Himmel verändert, und wie schwer es ist, dies zu testen. Zum Teil geht es auch um den Wert neuer datenwissenschaftlicher Techniken. Das Herausholen von Informationen aus diesen umfangreichen und vielfältigen Datensätzen hilft uns dabei, gute wissenschaftliche Arbeit zu leisten.
Fazit: Diese "Geister" -Explosion ist die erste ihrer Art, die von Astronomen entdeckt wurde. Sie wird den Forschern helfen, exotische kosmische Phänomene wie GRBs, FRBs und die Sternentwicklung im Allgemeinen besser zu verstehen.
Quelle: Entdeckung des leuchtenden, jahrzehntelangen, extragalaktischen Radio-Transienten FIRST J141918.9 + 394036
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