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Theorie über kosmische Explosionen fraglich
01. Juni 2005. Die am 15. Februar von zwei NASA Satelliten durchgeführten Beobachtungen einer kosmischen Explosion stellen eine gängige Erklärung dieser Explosionen infrage und schwächten gleichzeitig die Argumente für eine alternative Erklärung. Eine baldige Lösung des Rätsels wird durch Pläne zur Abschaltung eines der Satelliten im September ebenfalls erschwert.


Künstlerische Darstellung der Verschmelzung zweier Neutronensterne Vergrößerung (39k) (Quelle: NASA).

Die Explosion, ein Röntgenstrahlenblitz, wurde von den Satelliten Swift und HETE-2 (High Energy Transient Explorer-2) untersucht. Röntgenstrahlenblitze scheinen im Zusammenhang mit Gammastrahlenausbrüchen (Gamma Ray Burst, GRB) zu stehen. „Niemand versteht den Zusammenhang. Es ist ein völliges Rätsel,“ sagte Don Lamb, Professor für Astronomie und Astrophysik an der University of Chicago.

GRB’s wurden 1969 entdeckt und dauern zwischen Bruchteilen von Sekunden bis zu mehreren Minuten. In dieser Zeit geben einige von ihnen so viel Energie ab, wie 1000 explodierende Sterne. Die Ausbrüche passieren fast täglich und kommen aus allen Richtungen des Himmels. Nach einem Ausbruch kann an der Stelle für einige Tage ein Nachglühen im Bereich des sichtbaren und des Röntgenlichts beobachtet werden.

Röntgenblitze wurden im Jahr 2000 entdeckt. Sie stellen das energieärmere Ende des Spektrums kosmischer Explosionen dar, das über Röntgen/Gammastrahlenausbrüchen bis zu den eigentlichen Gammastrahlenausbrüchen reicht. Alle drei Phänomene kommen etwa gleich häufig vor.

„Wir glauben, dass die regulären GRB’S durch den Kollaps massiver Sterne und möglicherweise durch die Entstehung Schwarzer Löcher verursacht werden,“ sagte Lamb. „Ich persönlich denke, dass die Röntgenblitze bei den gleichen Ereignissen erzeugt werden.“

Wie genau jedoch die verschiedenen Strahlungsarten dabei entstehen, ist unbekannt. Eine Möglichkeit ist eine variierende Rotationsrate des kollabierten Sterns, durch den unterschiedlich stark fokussierte Jets entstehen. „Vielleicht rotieren sie manchmal sehr schnell so das der Jet sehr schmal wird, ein anderes mal rotieren sie weniger schnell und es entstehen breitere Gammajets mit einem höheren Anteil an Röntgenstrahlung, und bei sehr langsamen Rotationsraten werden möglicherweise die Röntgenblitze erzeugt,“ erläuterte Lamb.

Der Röntgenblitz vom 15. Februar hat dank der Doppelbeobachtung durch zwei Satelliten die bisher besten Daten zu diesem Phänomen geliefert. Die nächstbesten Daten stammen von Messungen eines Ausbruchs durch den italienischen Satelliten BeppoSAX aus dem Jahr 2002. Drei Eigenschaften der beiden Blitze scheinen der gängigen Theorie zu widersprechen, nach der Röntgenblitze eigentlich GRB’s sind, deren Jets leicht von der Seite beobachtet wurden anstatt direkt von vorn.

Erstens geht die Theorie davon aus, dass die Stärke des Nachglühens eines Röntgenblitzes proportional zur Energie des Röntgenblitzes selbst ist. Zweitens sollte das Nachglühen relativ schnell nachlassen. Und drittens sollte das Nachglühen verglichen mit dem eigentlichen Ausbruch sehr schwach sein.

Diese Erwartungen folgen alle der speziellen Relativitätstheorie, jedoch wurde keine von ihnen erfüllt. „Anscheinend können sich die Wissenschaftler bei der Erklärung von Röntgenblitzen nicht auf Albert Einstein verlassen,“ sagte Lamb.

Die Satellitenbeobachtungen widersprechen auch der Annahme, dass die Jets eines Gammastrahlenausbruchs immer die gleiche Form haben und nur durch den Betrachtungswinkel anders erscheinen. Nach dieser Theorie erwarteten die Wissenschaftler für den Röntgenblitz vom 15. Februar ein Nachglühen von etwa einem Tag. Stattdessen war das Nachglühen noch fünf Tage nach dem Ausbruch unverändert sichtbar.

Eine Theorie geht davon aus, dass alle drei Explosionen den gleichen Energiegehalt haben, so das nur die Breite des Jets seine scheinbare Helligkeit bestimmt. In diesem Szenario erzeugen die schmalen Jets die GRB’s und die weiten Jets die Röntgenblitze. Lamb und seine Mitarbeiter betrachten dies als eine mögliche Erklärung. „Es gibt eine Menge Leute die das nicht so sehen oder sich überhaupt nicht sicher sind,“ sagte Lamb.

Die Unklarheiten könnten durch weiteren Beobachtungen von Swift und HETE-2 in den nächsten Jahren beseitigt werden, da die beiden etwas unterschiedliche Eigenschaften des Phänomens untersuchen. Die NASA plant jedoch für September das Ende der Mission von HETE-2.

Die NASA benötigt zusätzliche 1,5 Millionen US Dollar um den Betrieb des Satelliten aufrecht zu erhalten. „Wir haben nicht das beste Umfeld für eine Fortsetzung der Arbeit von HETE-2,“ sagte Lamb. „Aber wenn die NASA es irgendwie schafft, könnte HETE-2 die durch Swift gewonnenen Daten erheblich verbessern.“        

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Quelle: SpaceFlightNow zur Startseite...



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