Bildnachweis: NASA
Der RHESSI-Satellit der NASA hat möglicherweise neue Hinweise auf die stärksten Explosionen im Universum gefunden, als er versehentlich ein Bild eines Gammastrahlenausbruchs aufnahm, während er Bilder von Sonneneruptionen auf der Sonne aufnahm. Was RHESSI entdeckte, ist, dass das vom Burst kommende Licht polarisiert ist, was darauf hinweist, dass ein starkes Magnetfeld die Ursache sein könnte. Wenn ein Riesenstern zu einem sich schnell drehenden Schwarzen Loch wird, kann er das Magnetfeld so stark verdrehen, dass das gesamte Objekt wie eine abgewickelte Feder explodiert.
Der RHESSI-Satellit der NASA hat möglicherweise einen der wichtigsten Hinweise auf den Mechanismus zur Erzeugung von Gammastrahlenausbrüchen gefunden, den stärksten Explosionen im Universum. Dies war das Ergebnis einer zufälligen Beobachtung durch einen Satelliten, der die Sonne untersuchen sollte.
Der RHESSI-Satellit (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager) machte am 6. Dezember 2002 Fotos von Sonneneruptionen, als er im Hintergrund einen extrem hellen Gammastrahlenausbruch über dem Sonnenrand auffing, der zum ersten Mal sichtbar wurde Zeit, in der die Gammastrahlen in einem solchen Burst polarisiert sind. Das Ergebnis zeigt, dass intensive Magnetfelder die treibende Kraft hinter diesen großartigen Explosionen sein können.
Sonneneruptionen sind enorme Explosionen in der Atmosphäre der Sonne, die durch die plötzliche Freisetzung magnetischer Energie angetrieben werden. Gammastrahlenexplosionen sind entfernte Blitze von Gammastrahlenlicht, die etwa einmal am Tag zufällig am Himmel auftauchen und kurz so hell wie eine Million Billionen Sonnen scheinen. Jüngste Beobachtungen legen nahe, dass sie möglicherweise von einer speziellen Art von explodierendem Stern (Supernova) erzeugt werden, aber nicht alle Supernovae erzeugen Gammastrahlenausbrüche. Daher ist die Physik, wie eine Supernovaexplosion einen Ausbruch von Gammastrahlen erzeugen kann, unklar.
Die Ergebnisse werden auf einer Pressekonferenz auf dem Treffen der American Astronomical Society in Nashville, Tennessee, von zwei Forschern der University of California, Berkeley, vorgestellt: Dr. Wayne Coburn, Postdoktorand am Space Sciences Laboratory der UC Berkeley, und Dr. Steven Boggs, Assistenzprofessor für Physik. Sie sind Autoren eines Papiers über diese Entdeckung, das in der Nature-Ausgabe vom 22. Mai veröffentlicht wurde.
„RHESSI wurde in den Weltraum geschickt, um die Geheimnisse der Sonneneruptionen, der größten Explosionen in unserem Sonnensystem, aufzudecken. Ich freue mich, dass es zufällig neue Informationen über Gammastrahlenausbrüche, die größten Explosionen im gesamten Universum, liefern konnte. ”Sagte Dr. Brian Dennis, RHESSI-Missionswissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md.
"Seltsamerweise scheinen Magnetfelder sowohl die lokalen Sonneneruptionen als auch die entfernten Gammastrahlenausbrüche anzutreiben, zwei immens starke Ereignisse", fügte Dennis hinzu.
Die von RHESSI gemessene starke Polarisation bietet laut Boggs ein einzigartiges Fenster, wie diese Bursts mit Strom versorgt werden. Er interpretiert die Messungen so, dass der Burst aus einer Region hochstrukturierter Magnetfelder stammt, die stärker sind als die Felder an der Oberfläche eines Neutronensterns - bis jetzt die stärksten im Universum beobachteten Magnetfelder. "Die Polarisation sagt uns, dass die Magnetfelder selbst als Dynamit wirken und den explosiven Feuerball antreiben, den wir als Gammastrahlenausbruch sehen", sagte er.
Die von RHESSI gemessenen Gammastrahlen waren zu etwa 80 Prozent polarisiert, was mit der maximal möglichen Polarisation von Elektronen übereinstimmt, die sich um Magnetfeldlinien drehen. Die Spirale bewirkt, dass Elektronen durch „Synchrotronstrahlung“ Licht erzeugen. Polarisiertes Licht, das den meisten von uns als das von Polaroid-Sonnenbrillen blockierte reflektierte Licht bekannt ist, ist Licht, dessen magnetische und elektrische Felder hauptsächlich in eine Richtung schwingen, nicht zufällig. Eine solche Kohärenz impliziert eine zugrunde liegende physikalische Symmetrie, in diesem Fall ausgerichtete Magnetfelder.
Obwohl die Elektronen in Stoßwellen wahrscheinlich auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, impliziert die Tatsache, dass die Gammastrahlen maximal polarisiert sind, dass die Stoßwellen selbst von einem zugrunde liegenden starken Magnetfeld angetrieben werden.
"Die Polarisation, die sie gefunden haben, ist so intensiv, dass es so aussieht, als wäre es reine Synchrotronstrahlung und sonst nichts, und alle anderen Theorien müssen jetzt den Staub beißen", sagte Dr. Kevin Hurley, ein UC Berkeley Gamma- Ray-Burst-Physiker, der seit 1990 das Third Interplanetary Network (IPN3) von sechs Satelliten betreibt, die miteinander verbunden sind, um Gammastrahlen-Bursts zu lokalisieren und Astronomen sofort zu alarmieren. Für eine solche neuartige Messung sei jedoch eine weitere unabhängige Bestätigung entscheidend, fügte Boggs hinzu.
Die Entdeckung der Polarisation zeigt, wie ein Gammastrahlenstoß erzeugt wird - durch die Erzeugung eines starken Magnetfelds im großen Maßstab. Die nächste Frage lautet: Warum führen einige Supernovae zu einem starken, organisierten Magnetfeld? Dies mag eine Frage sein, die wir nur durch Theorie beantworten können, aber die Beweisstücke sind vorhanden, damit Theoretiker sie enträtseln können, sagte Boggs.
Obwohl er es den Theoretikern überlässt, herauszufinden, wie solch starke Magnetfelder erzeugt werden könnten, sagte Boggs, dass dem Ausbruch wahrscheinlich der Kernkollaps eines massiven Sterns direkt zu einem Schwarzen Loch vorausgeht. Ein Schwarzes Loch selbst hat kein Magnetfeld, aber das lokale Magnetfeld kann sich durch das Schwarze Loch ziehen. Wenn es sich schnell dreht, wickelt das Schwarze Loch das lokale Feld wie eine Schnur auf einer Oberseite auf. Die Energiedichte in dem eng gewickelten, komprimierten Feld würde schließlich so hoch werden, dass das Feld in einem massiven Feuerball nach außen zurückprallen und Materie mit sich ziehen würde.
Ursprüngliche Quelle: NASA-Pressemitteilung
