Das Licht des explodierenden Sterns im frühen Universum könnte mehr als 13,14 Milliarden Lichtjahre entfernt sein.
Ein Gammastrahlen-Burst namens GRB 090429B ist der aktuelle Kandidat für das am weitesten entfernte Objekt im Universum. Der Swift-Satellit der NASA hat ihn im April 2009 entdeckt. Er liegt in einer geschätzten Entfernung von 13,14 Milliarden Lichtjahren - weiter entfernt als jeder andere bekannte Quasar und möglicherweise weiter entfernt als jede bisher bekannte Galaxie oder Gammastrahlenexplosion.
Ein internationales Team von Astronomen präsentierte in einem Artikel, der für die Veröffentlichung in angenommen wurde, mehrere Beweislinien für die Rekordentfernung für GRB 090429B Das astrophysikalische Tagebuch. Antonino Cucchiara, ein ehemaliger Doktorand der Penn State University, leitete das Team.
Bildnachweis: NASA / Hubble / Fox / Cucchiara / Levan / Tanvir
Es wird angenommen, dass dieser spezielle Gammastrahlenausbruch aus einer Supernova oder einem explodierenden Stern hervorgegangen ist, als das Universum weniger als 4% seines gegenwärtigen Alters - etwa 520 Millionen Jahre alt - und weniger als 10% seiner gegenwärtigen Größe betrug. Derek Fox, außerordentlicher Professor für Astronomie und Astrophysik am Penn State und Mitautor der Arbeit, sagte:
Die Galaxie, in der sich der Vorfahrenstern von GRB 090429B befand, war wirklich eine der ersten Galaxien im Universum. Abgesehen von der möglichen kosmischen Distanzaufzeichnung zeigt GRB 090429B, wie Gammastrahlen-Bursts verwendet werden können, um die Positionen massereicher Sterne im frühen Universum aufzudecken und die Prozesse der frühen Galaxien- und Sternentstehung zu verfolgen, die schließlich zu dem galaxienreichen Kosmos führten, den wir haben sieh dich heute um
Gammastrahlenexplosionen, die hellsten Explosionen, die bekannt sind, treten irgendwo im beobachtbaren Universum mit einer Geschwindigkeit von etwa zwei pro Tag auf. Dank ihrer extremen Helligkeit können Gammastrahlenausbrüche von Swift und anderen Satellitenobservatorien selbst dann erkannt werden, wenn sie in Entfernungen von Milliarden von Lichtjahren auftreten. Während die Ausbrüche selbst höchstens Minuten dauern, bleibt ihr verblassendes "Nachleuchten" von erstklassigen astronomischen Einrichtungen über Tage bis Wochen hinweg zu beobachten. Detaillierte Untersuchungen des Nachglühens während dieser Zeit ermöglichen es den Astronomen, den Abstand zum Ausbruch zu messen, sofern dies möglich ist.
GRB 090429B wurde nach dem Datum des 29. April 2009 benannt, an dem es entdeckt wurde. Bildnachweis: Gemini-Observatorium / AURA / Levan / Tanvir / Cucchiara
Diese Nachleuchtmessungen wurden verwendet, um 2009 einen kosmischen Entfernungsrekord für einen früheren Gammastrahlenausbruch, GRB 090423, in einer Entfernung von 13,04 Milliarden Lichtjahren von der Erde zu ermitteln. Dies macht ihn vorübergehend zum „entferntesten Objekt im Universum“ wurde 2010 und 2011 von Galaxienentdeckungen übertroffen, die die kosmische Grenze auf 13,07 Milliarden Lichtjahre und möglicherweise sogar noch weiter hinausschoben.
Cucchiara, jetzt an der University of California, Berkeley, sagte:
Unsere extreme Schätzung der Entfernung zu GRB 090429B macht dies zu einer Art „Rache der Explosionen“. Eine Gammastrahlenexplosion kämpft erneut um den Titel des entferntesten Objekts im Kosmos - jenseits der bisher bekannten entferntesten Quasare und Galaxien.
Weniger als eine Woche, nachdem der Rekord GRB 090423 weltweit für Schlagzeilen gesorgt hatte, tauchte dieser neue Ausbruch, GRB 090429B, mit verdächtig ähnlichen Eigenschaften am Himmel auf. Wie beim vorherigen Ausbruch war GRB 090429B ein kurzlebiges Ereignis mit einer Dauer von weniger als 10 Sekunden, und automatische Swift-Beobachtungen zeigten, dass es ein relativ schwaches Röntgennachleuchten aufwies. Cucchiara, damals ein Doktorand am Penn State, wachte in den frühen Morgenstunden auf, um Beobachtungen am Gemini North-Teleskop auf Mauna Kea, Hawaii, zu machen, von denen er hoffte, dass sie die Art dieses Ausbruchs bestimmen würden. In Zusammenarbeit mit den Autoren Andrew Levan von der University of Warwick, Nial Tanvir von der University of Leicester und dem Diplomarbeitsleiter Derek Fox von Penn State, Cucchiara, wurde festgestellt, dass bei Infrarotbeobachtungen kein optisches Licht sichtbar war. Dieses "Drop-Out" -Verhalten ist eine charakteristische Signatur der am weitesten entfernten Objekte und wurde zur anfänglichen Identifizierung aller am weitesten entfernten Quasare, Galaxien und Gammastrahlenausbrüche verwendet.
Bildnachweis: NASA / Swift / Stefan Immler
Cucchiara forderte von den Betreibern der Zwillinge ein sofortiges Spektrum des Nachglühens des GRB 090429B an, das eine endgültige Messung der Entfernung zum Burst ergeben hätte. Unglücklicherweise bliesen gerade, als das Spektrum aufgenommen werden sollte, Wolken über den Gipfel von Mauna Kea und verbargen das Nachglühen vor den Augen. In der nächsten Nacht war das Nachleuchten zu schwach, um ein brauchbares Spektrum zu ergeben, und in den folgenden Nächten verschwand es vollständig aus dem Blickfeld. Cucchiara sagte:
Es war frustrierend, diesen Ausbruch aus den Augen zu verlieren, aber die Hinweise, die wir hatten, waren so aufregend, dass wir keine Chance hatten, ihn loszulassen.
Das Team war fest entschlossen, GRB 090429B nicht zum „Burst, der davongekommen ist“ zu machen, und führte zwei Jahre lang eine sorgfältige Prüfung seiner Daten durch, um festzustellen, ob der Burst wirklich ein Rekordkandidat ist oder ein teilweise verdeckter Burst in einer Galaxie sein könnte in einer weniger dramatischen Entfernung. Wichtig ist, dass bei dieser Arbeit neue Daten gesammelt wurden - tiefe Beobachtungen mit Gemini und dem Hubble-Weltraumteleskop, die eine Galaxie an der Burst-Position in einem der weniger dramatischen Szenarien aufgedeckt hätten. Dieser Beweis, einschließlich der fehlenden Galaxie, zeigt, dass der Ausbruch mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,3 Prozent höchstwahrscheinlich die am weitesten entfernte kosmische Explosion ist, jenseits des von GRB 090423 gesetzten Rekords.
Levan, der zweite Autor der Zeitung, fügte hinzu:
Wie die besten Politiker oder Talentshow-Kandidaten sah es umso besser aus, je mehr wir diesen Ausbruch untersuchten.
Ob GRB 090429B nun das am weitesten entfernte Objekt im Universum ist, hängt von mehreren Faktoren ab, die nicht genau bekannt sind. Erstens muss es jenseits der 13,07 Milliarden Lichtjahresentfernung zu einer Galaxie liegen, die 2010 von einem Team von Astronomen unter der Leitung von Matthew Lehnert am Observatoire de Paris gemeldet wurde. Dies ist mit einer Wahrscheinlichkeit von 98,9% sehr wahrscheinlich, aber nicht sicher. Es muss auch jenseits der Entfernung einer Galaxie liegen, die 2011 von einem Team von Astronomen unter der Leitung von Rychard Bouwens von U.C. gemeldet wurde. Santa Cruz. Dies kann sowohl einfach als auch schwierig sein: Das Bouwens-Team schätzt die Wahrscheinlichkeit, dass ihre Galaxie überhaupt kein Rekordbrecher ist, auf 20%, sondern einfach eine schwache Galaxie in einer relativ bescheidenen Entfernung. Wenn die Bouwens-Galaxie dagegen ein Rekordbrecher ist, ist sie in der Tat von 13,11 bis 13,28 Milliarden Lichtjahren sehr weit entfernt, und die Wahrscheinlichkeit, dass GRB 090429B weiter entfernt ist, beträgt nur 4,8%. Insgesamt und wenn man diese Unsicherheiten als vollkommen verstanden betrachtet, besteht eine 23% ige Chance, dass GRB 090429B jetzt das am weitesten entfernte bekannte Objekt im Universum ist, sagten die Astronomen.
Mit mehr Glück oder fortgeschritteneren Einrichtungen sollte es in Zukunft möglich sein, die hellen Nachleuchten von Ausbrüchen wie GRB 090423 und GRB 090429B zu nutzen, um die Bedingungen der Stern- und Galaxienbildung in diesen frühen kosmischen Epochen im Detail zu untersuchen.
Fox sagte:
Das Entdecken von extrem fernen Bursts macht ziemlich viel Spaß, aber wir vermuten, dass in den Bursts eine ganze Reihe weiterer Informationen enthalten sind, die auf uns warten und auf die wir noch keinen Zugriff haben.
Zusammenfassung: Der Gammastrahlen-Burst GRB 090429B ist möglicherweise das am weitesten entfernte Objekt, das bisher im Universum entdeckt wurde. Es hat eine geschätzte Entfernung von 13,14 Milliarden Lichtjahren und wurde erstmals im April 2009 vom NASA-Satelliten Swift entdeckt. Ein internationales Team von Astronomen unter der Leitung von Antonino Cucchiara hat seine Beweise in einem Papier vorgelegt, das zur Veröffentlichung im angenommen wurde Astrophysical Journal.
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