Posted in: Sterne 16. April 2013 21:03 Weiter lesen →

Überriesen sterben langsam

Illustration zeigt Ausbrüche weißlicher Jets von einem großen, orange-brodelnden Stern im Vordergrund und einem kleinen, blauen Stern im Hintergrund Wenn massereiche Sterne am Ende ihres Lebens in sich zusammensacken, werden immense Energiemengen freigesetzt. Eine neue Spielart dieser kosmischen Strahlungsausbrüche glaubt eine internationale Forschergruppe identifiziert zu haben. Die eine halbe Stunde oder länger währenden Ausbrüche gehen demnach auf den Kollaps stellarer Überriesen zurück, die sich vor ihrem Tod auf mehr als das Tausendfache der Sonnengröße aufgebläht haben.

Bild: Copyright Mark A. Garlick/University of Warwick

„Diese Ereignisse gehören zu den größten natürlichen Explosionen, und doch entdecken wir sie erst jetzt“, erklärt Andrew Levan von der University of Warwick im englischen Coventry. „Offenbar ist das Universum ein weitaus gewalttätigerer und vielfältigerer Ort, als wir uns bislang vorgestellt haben.“ Levan und seine Kollegen stellen ihre Beobachtungen und Schlussfolgerungen auf einer Fachtagung im amerikanischen Nashville vor.

Ein Musterbeispiel für die gewaltigen Explosionen sehen die Astrophysiker in einem Ausbruch energiereicher Gammastrahlung, der am 1. Weihnachtstag 2010 registriert wurde. Solche Gammablitze, wie sie wahrscheinlich auf den Kollaps von Sternen zurückgehen, dauern meist einige Sekunden oder bestenfalls wenige Minuten. In diesem Fall währte der Ausbruch dagegen 28 Minuten.

Mithilfe zweier Großteleskope auf Hawaii und der Kanareninsel La Palma gelangt es Levan und Kollegen nun, eine kleine Galaxie als optisches Gegenstück des „Weihnachtsblitzes“ abzulichten. Anhand des Lichtspektrums konnten die Forscher erstmals die Entfernung der Strahlungsquelle beziffern: rund 7 Milliarden Lichtjahre. Die kompakte Wirtsgalaxie scheint metallarm zu sein, dabei aber in rascher Folge neue Sterne hervorzubringen.

Logarithmisches Balkendiagramm zeigt Zahl registrierter Gammablitze, aufgetragen gegen ihre Dauer Außer dem „Weihnachtsblitz“ sind bislang erst 2 weitere ultralange Ausbrüche von Gammastrahlung bekannt. Grafik: Andrew Levan, University of Warwick

Auf Basis ihrer neuen Resultate vermuten die Forscher, dass der ungewöhnlich ausdauernde Gammablitz von einem Stern stammte, der das 20-Fache der Sonnenmasse besaß und sich auf einen Durchmesser von bis zu 1,6 Milliarden Kilometern aufgebläht hatte – entsprechend mehr als 1.000 Sonnendurchmessern.

Indem der Kern dieses Überriesen zu einem Schwarzen Loch kollabierte, sandte er beinahe lichtschnelle Teilchenbündel aus, die sich ihren Weg durch die verbliebenen Außenschichten des Sterns bahnten und dabei Gammastrahlung freisetzten. Was bei kleinen, kompakten Sternen binnen Sekunden vorüber sei, habe in diesem Fall fast eine halbe Stunde gedauert, erläutert Levans Kollege Nial Tanvir von der Universität Leicester: „Die Natur scheint einen Weg gefunden zu haben, Sterne unterschiedlichster Größe auf höchst dramatische und energetische Weise in die Luft zu jagen.“

Forschung: Andrew J. Levan, Department of Physics, University of Warwick, Coventry; Nial R. Tanvir, Department of Physics and Astronomy, University of Leicester; Christina Thöne, Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada; und andere

Präsentation auf dem Huntsville Gamma-ray Burst Symposium 2013, Nashville; Preprint arXiv:1302.2352

WWW:
Astronomy & Astrophysics Group, University of Warwick
Gamma-ray Bursts
GRB 101225A

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