„Kosmischer Herzschlag“ in starkem Gammastrahlenausbruch entdeckt

Astronomen haben zum ersten Mal ein rhythmisches „Herzschlag“-Signal entdeckt, das von einem neugeborenen Stern ausgeht, der im stärksten Gammastrahlenausbruch des Universums verborgen ist.

Illustration des Lebenszyklus eines massereichen Sterns: Durch Kernfusion im Kern werden leichte Elemente in schwerere umgewandelt. Wenn diese Reaktion nicht mehr genügend Druck ausübt, um der Schwerkraft entgegenzuwirken, kollabiert der Stern und bildet ein Schwarzes Loch. Während dieses Kollapses kann Energie in Form eines kurzen Gammastrahlenausbruchs entlang der Rotationsachse des Sterns freigesetzt werden – Foto: National Science Foundation

Laut Lives Science sind Gammastrahlen die hellsten und heftigsten Explosionen im Universum. Sie können in nur wenigen Sekunden heller leuchten als Milliarden von Sternen zusammen. Die Energie, die sie in einem Moment abgeben, ist größer als die gesamte Energie, die die Sonne in ihren 10 Milliarden Jahren ihres Bestehens produziert. Diese Explosionen dauern jedoch normalerweise nur wenige Tausendstelsekunden bis wenige Minuten und verschwinden dann schnell wieder.

Am 7. März 2023 registrierten Satelliten einen besonderen Gammastrahlenausbruch namens GRB 230307A, die zweithellste jemals registrierte Explosion. Ihr Ursprung wurde auf die Kollision und Verschmelzung zweier Neutronensterne in einer fernen Galaxie zurückgeführt. Normalerweise dauert eine solche Explosion weniger als zwei Sekunden, doch GRB 230307A dauerte bis zu einer Minute und überraschte die Wissenschaftler außerordentlich.

Ein internationales Forscherteam der Universitäten Hongkong, Nanjing und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften beschloss, der Sache auf den Grund zu gehen. Sie analysierten mehr als 600.000 Datensätze, die von den Satelliten GECAM (China) und Fermi (NASA) gesammelt wurden.

Sie entdeckten im Ausbruch ein regelmäßiges, sich wiederholendes Signal, das an den gleichmäßigen Herzschlag erinnerte. Dieses Signal zeigte, dass sich der Stern mit einer Geschwindigkeit von 909 Umdrehungen pro Sekunde drehte, was auf die Existenz eines neugeborenen Magnetars (eines Neutronensterns mit einem extrem starken Magnetfeld) hindeutete. Dies ist das erste Mal in der Geschichte der Wissenschaft, dass ein periodisches Signal von einem Millisekunden-Magnetar innerhalb eines Gammastrahlenausbruchs direkt aufgezeichnet wurde.

Das Phänomen dauerte nur 160 Millisekunden und wirkte damit wie ein flüchtiger Moment. Wissenschaftler vermuten, dass das starke Magnetfeld des Magnetars und seine unglaubliche Rotationsgeschwindigkeit einen „Herzschlag-Fingerabdruck“ auf dem Gammastrahlenstrahl erzeugten. Da der Strahlungsstrom jedoch so schnell schwankte, war das Signal nur kurz sichtbar, als der Strahl symmetrisch wurde, und verschwand dann, als die Struktur wieder symmetrisch wurde.

„Diese Entdeckung bestätigt zum ersten Mal, dass nicht alle Gammastrahlenausbrüche von Schwarzen Löchern stammen, sondern dass einige von neugeborenen Magnetaren angetrieben werden“, sagte der Co-Autor der Studie, Professor Bing Zhang von der Universität Hongkong.

Diese Entdeckung eröffnet ein völlig neues Forschungsfeld zur Entstehung von Gammastrahlenausbrüchen und verbindet viele Bereiche der Astrophysik wie Gravitationswellen, kompakte Sterne und extreme Magnetfelder, die extremsten bekannten Bedingungen im Universum.

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MINH HAI

Quelle: https://tuoitre.vn/phat-hien-nhip-tim-vu-tru-trong-vu-no-tia-gamma-cuc-manh-20251020005928945.htm