„GRB 221009A“ – Versionsunterschied

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'''GRB 221009A''' ist die Bezeichnung eines [[Gammablitz]]es ({{enS|''gamma-ray burst''}}, kurz ''GRB''), der am 9. Oktober 2022 im Sternbild [[Pfeil (Sternbild)|Pfeil]] aufgezeichnet wurde. Es handelt sich um den stärksten jemals registrierten Gammablitz.<ref name="scinexx" /> Die Quelle liegt 1,9 Milliarden Lichtjahre entfernt.
'''GRB 221009A''' ist die Bezeichnung eines [[Gammablitz]]es ({{enS|''gamma-ray burst''}}, kurz ''GRB''), der am 9. Oktober 2022 im Sternbild [[Pfeil (Sternbild)|Pfeil]] aufgezeichnet wurde. Es handelt sich um den stärksten jemals registrierten Gammablitz.<ref name="scinexx" /> Der Energieausbruch ereignete sich vor 1,9 Milliarden Jahren, während seine Distanz zur [[Erde]] aufgrund der [[Expansion des Universums]] heute bei 2,4 Mrd. Lichtjahren liegt.<ref name="Reddy_2023" /><ref name="Red_Shift_UT" />


== Beobachtung ==
== Beobachtung ==
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[[Datei:Xrt image crop.jpg|mini|alt=|Lichtechos von GRB 221009A, die beim Durchqueren interstellarer Staubwolken entstanden]]
[[Datei:Boat-in-context-1080-1.webp|rechts|mini|Die initial gemessene Strahlungsenergiekurve von GRB&nbsp;221009A im Vergleich zu vorherigen hochenergetischen Gammablitzen]]
Als erstes registrierte die Raumsonde [[Voyager 1]], die sich 19 Lichtstunden entfernt im [[Interstellarer Raum|interstellaren Raum]] befand, einen ungewöhnlich großen Einstrom energiereicher Strahlung. Dann meldeten die Weltraumteleskope in Erdnähe dieses Ereignis.
Am 8. Oktober 2022 registrierte als erstes die Raumsonde [[Voyager 1]], die sich 19 Lichtstunden entfernt im [[Interstellarer Raum|interstellaren Raum]] befand, einen ungewöhnlich großen Einstrom energiereicher Strahlung.<ref name="Burns_2023" /> Dann erfassten diverse Weltraumteleskope in Erdnähe dieses Ereignis, darunter [[Fermi Gamma-ray Space Telescope|Fermi-GST]], [[Swift (Satellit)|Swift]], [[Solar Orbiter|SolO]], [[AGILE]], [[Wind (Raumsonde)|Wind]], [[Integral (Satellit)|INTEGRAL]], [[Hard X-ray Modulation Telescope|HXMT]] und [[Space_Test_Program|STPSat-6]], gefolgt von erdgebundenen Observatorien wie dem [[LHAASO]]. Aus den Messdaten der Weltraumteleskope ließen sich [[Äquivalente isotrope_Strahlungsleistung|isotrope Strahlungsenergien]] (E<sub>iso</sub>) im Bereich von 3–5·10<sup>47</sup>&nbsp;J und maximale Strahlungsenergien / Sekunde (L<sub>iso</sub>) von bis zu 2,1·10<sup>47</sup>&nbsp;J ermitteln.<ref name="Malesani_2023" /><ref name="Burns_2023" /><ref>Dmitry Frederiks: [https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/32668.gcn3 Konus-Wind detection of GRB 221009A]. Abgerufen am 15. Oktober 2022</ref> Die Gesamtenenergie des Blitzes wird seit 2023 auf 1,5·10<sup>48</sup>&nbsp;J geschätzt. Der (L<sub>iso</sub>)-Wert stellt ebenfalls einen Extremwert innerhalb der Aufzeichnungen dar und wird nur durch wenige Gammablitze wie z.&#8239;B. GRB 110918A übertroffen.<ref name="Burns_2023" /><ref name="Lan_2023" /> <ref name="OConnor_2023" /> Schätzungsweise wird bei nur einem von 10.000 Gammablitzen eine vergleichbar hohe isotrope Strahlungsenergie beobachtet.<ref name="Williams_2023" /> Bei diesem ca. 7 Minuten andauernden Gammablitz wurde mit bis zu 18&nbsp;TeV die bisher höchste bei einem Gammablitz beobachtete Photonenenergie nachgewiesen.<ref>Judith Racusin: ''[https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/32677.gcn3 LHAASO observed GRB 221009A with more than 5000 VHE photons up to around 18 TeV]''. Abgerufen am 15. Oktober 2022</ref>


Die Quelle des Gammablitzes lag sehr nahe bei der [[Galaktische Ebene|Galaktischen Ebene]]. Dadurch durchquerte er mindestens 20 Staubwolken und erzeugte [[Lichtecho]]s.<ref name="scinexx" />
Die Quelle des Gammablitzes lag sehr nahe bei der [[Galaktische Ebene|Galaktischen Ebene]] (l = 52.96°, b = 4.3°).<ref name="Malesani_2023" /><ref name="Williams_2023" /><ref name="Blanchard_2024" /> Dadurch durchquerte er mindestens 20 Staubwolken und erzeugte [[Lichtecho]]s.<ref name="scinexx" /> Anhand spektroskopischer Messungen konnte seine [[Rotverschiebung#Kosmologische Rotverschiebung|Rotverschiebung]] mit z = 0,151 bestimmt werden und damit seine Distanz zur Erde.<ref name="Malesani_2023" /><ref name="LHAASO_2023" /><ref name="Red_Shift_UT" /> Auch wegen seiner relativ geringen Entfernung von nur 2,4 Milliarden Lichtjahren ist er einer der hellsten jemals beobachteten Gammablitze.<ref>Francis Reddy: [https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-swift-fermi-missions-detect-exceptional-cosmic-blast NASA’s Swift, Fermi Missions Detect Exceptional Cosmic Blast]. Abgerufen am 15. Oktober 2022</ref>


Spektroskopische Messungen des Nachleuchtens von GRB 221009A ergaben bisher keine Hinweise auf die Entstehung von schweren Elementen durch den [[R-Prozess]] als Teil einer [[Supernova]], wobei es Hinweise zu einer besonders geringen [[Metallizität]] des Vorläufersterns gibt.<ref name="Blanchard_2024" />
Bei diesem Gammablitz wurde mit 18&nbsp;TeV die bisher höchste bei einem Gammablitz beobachtete Photonenenergie nachgewiesen.<ref>Judith Racusin: ''[https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/32677.gcn3 LHAASO observed GRB 221009A with more than 5000 VHE photons up to around 18 TeV]''. Abgerufen am 15. Oktober 2022</ref> Die Gesamtenenergie des Blitzes wird auf 3,0·10<sup>47</sup>&nbsp;J geschätzt.<ref>Dmitry Frederiks: [https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/32668.gcn3 Konus-Wind detection of GRB 221009A]. Abgerufen am 15. Oktober 2022</ref> Auch wegen seiner Entfernung von nur 1,9 Milliarden Lichtjahren ist er damit einer der hellsten jemals beobachteten Gammablitze.<ref>Francis Reddy: [https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-swift-fermi-missions-detect-exceptional-cosmic-blast NASA’s Swift, Fermi Missions Detect Exceptional Cosmic Blast]. Abgerufen am 15. Oktober 2022</ref>

Beim Eindringen der Strahlung in die Erdatmosphäre kam es zu [[Mögel-Dellinger-Effekt|Störungen]] innerhalb der [[Ionosphäre#Die D-Schicht|D-Schicht]] der Ionosphäre, die mittels Sensoren zur Messung elektrischer Felder durch den Satelliten [[CSES]] erfasst worden sind.<ref name="Ionosphere_Impact_I" /><ref name="Ionosphere_Impact_II" />

== Ursachen & Entstehung ==
GRB 221009A wurde wahrscheinlich durch die Explosion eines massereichen Sternes, d.&#8239;h. einer Supernova verursacht. Langandauernde, hochenergetische Gammablitze entstehen häufig durch schnellrotierende, massenreiche Sterne, die am Ende ihrer Lebensdauer in [[Supernova#Kernkollaps|Gravitationskollaps-Supernovae]] übergehen. Außerdem kann eine geringe [[Metallizität]] des Vorläufersterns vorteilhaft zur Aufrechterhaltung des Drehimpuls während des Kernkollapses sein, wodurch die Ausbildung eines gebündelten, hochenergetischen Strahlungskegels oder Jets begünstigt wird<ref name="Ghirlanda_2022" /><ref name="Troy_2021" /> Bei Messungen des Nachleuchtens mit Hilfe der Nahinfrarotmessgeräte des James-Webb-Weltraumteleskops ([[James-Webb-Weltraumteleskop#Instrumente|NIRcam und NIRSpec]]) wurden 2 von 3 [[Emissionsspektrum|Emissionslinien]] des Calcium-II-Triplets und Sauerstoff-I gefunden. Diese lassen sich typischerweise bei der Spektralanalyse kern-kollabierenden Typ II Supernovae nachweisen.<ref name="Blanchard_2024" /><ref name="AU19" /> Die außergewöhnlich geringe Metallizität des Vorläufersterns und der Muttergalaxie könnte weiterhin die Bildung eines gebündelten, hochenergetischen Gammablitzes begünstigt haben.<ref name="OConnor_2023" /><ref name="Blanchard_2024" />


== Weblinks ==
== Weblinks ==
{{Commonscat|GRB_221009A|GRB 221009A}}
* [https://iopscience.iop.org/collections/apjl-230323-172_Focus-on-the-Ultra-luminous-GRB-221009A Focus on the Ultra-luminous Gamma-Ray Burst GRB 221009A], Spezialausgabe von [[The Astrophysical Journal Letters]] (englisch)
* [https://iopscience.iop.org/collections/apjl-230323-172_Focus-on-the-Ultra-luminous-GRB-221009A Focus on the Ultra-luminous Gamma-Ray Burst GRB 221009A], Spezialausgabe von [[The Astrophysical Journal Letters]] (englisch)


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==
<references>
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</references>
</references>


Version vom 24. April 2024, 00:19 Uhr

Gammablitz
GRB 221009A
Sternbild Pfeil
Position
Äquinoktium: J2000.0
Rektaszension 19h 13m 3,54s[1]
Deklination +19° 46′ 24,5″[1]
Weitere Daten
Entfernung

~2,44 Mrd. Lj (745–753 Mpc)[2][3][4]

Geschichte
Katalogbezeichnungen
Weitere Angaben
z = 0,151[2]
AladinLite

Vorlage:Infobox Astronomisches Objekt/Wartung/KeinBild

GRB 221009A ist die Bezeichnung eines Gammablitzes (englisch gamma-ray burst, kurz GRB), der am 9. Oktober 2022 im Sternbild Pfeil aufgezeichnet wurde. Es handelt sich um den stärksten jemals registrierten Gammablitz.[5] Der Energieausbruch ereignete sich vor 1,9 Milliarden Jahren, während seine Distanz zur Erde aufgrund der Expansion des Universums heute bei 2,4 Mrd. Lichtjahren liegt.[6][7]

Beobachtung

Lichtechos von GRB 221009A, die beim Durchqueren interstellarer Staubwolken entstanden
Die initial gemessene Strahlungsenergiekurve von GRB 221009A im Vergleich zu vorherigen hochenergetischen Gammablitzen

Am 8. Oktober 2022 registrierte als erstes die Raumsonde Voyager 1, die sich 19 Lichtstunden entfernt im interstellaren Raum befand, einen ungewöhnlich großen Einstrom energiereicher Strahlung.[8] Dann erfassten diverse Weltraumteleskope in Erdnähe dieses Ereignis, darunter Fermi-GST, Swift, SolO, AGILE, Wind, INTEGRAL, HXMT und STPSat-6, gefolgt von erdgebundenen Observatorien wie dem LHAASO. Aus den Messdaten der Weltraumteleskope ließen sich isotrope Strahlungsenergien (Eiso) im Bereich von 3–5·1047 J und maximale Strahlungsenergien / Sekunde (Liso) von bis zu 2,1·1047 J ermitteln.[2][8][9] Die Gesamtenenergie des Blitzes wird seit 2023 auf 1,5·1048 J geschätzt. Der (Liso)-Wert stellt ebenfalls einen Extremwert innerhalb der Aufzeichnungen dar und wird nur durch wenige Gammablitze wie z. B. GRB 110918A übertroffen.[8][10] [11] Schätzungsweise wird bei nur einem von 10.000 Gammablitzen eine vergleichbar hohe isotrope Strahlungsenergie beobachtet.[3] Bei diesem ca. 7 Minuten andauernden Gammablitz wurde mit bis zu 18 TeV die bisher höchste bei einem Gammablitz beobachtete Photonenenergie nachgewiesen.[12]

Die Quelle des Gammablitzes lag sehr nahe bei der Galaktischen Ebene (l = 52.96°, b = 4.3°).[2][3][13] Dadurch durchquerte er mindestens 20 Staubwolken und erzeugte Lichtechos.[5] Anhand spektroskopischer Messungen konnte seine Rotverschiebung mit z = 0,151 bestimmt werden und damit seine Distanz zur Erde.[2][4][7] Auch wegen seiner relativ geringen Entfernung von nur 2,4 Milliarden Lichtjahren ist er einer der hellsten jemals beobachteten Gammablitze.[14]

Spektroskopische Messungen des Nachleuchtens von GRB 221009A ergaben bisher keine Hinweise auf die Entstehung von schweren Elementen durch den R-Prozess als Teil einer Supernova, wobei es Hinweise zu einer besonders geringen Metallizität des Vorläufersterns gibt.[13]

Beim Eindringen der Strahlung in die Erdatmosphäre kam es zu Störungen innerhalb der D-Schicht der Ionosphäre, die mittels Sensoren zur Messung elektrischer Felder durch den Satelliten CSES erfasst worden sind.[15][16]

Ursachen & Entstehung

GRB 221009A wurde wahrscheinlich durch die Explosion eines massereichen Sternes, d. h. einer Supernova verursacht. Langandauernde, hochenergetische Gammablitze entstehen häufig durch schnellrotierende, massenreiche Sterne, die am Ende ihrer Lebensdauer in Gravitationskollaps-Supernovae übergehen. Außerdem kann eine geringe Metallizität des Vorläufersterns vorteilhaft zur Aufrechterhaltung des Drehimpuls während des Kernkollapses sein, wodurch die Ausbildung eines gebündelten, hochenergetischen Strahlungskegels oder Jets begünstigt wird[17][18] Bei Messungen des Nachleuchtens mit Hilfe der Nahinfrarotmessgeräte des James-Webb-Weltraumteleskops (NIRcam und NIRSpec) wurden 2 von 3 Emissionslinien des Calcium-II-Triplets und Sauerstoff-I gefunden. Diese lassen sich typischerweise bei der Spektralanalyse kern-kollabierenden Typ II Supernovae nachweisen.[13][19] Die außergewöhnlich geringe Metallizität des Vorläufersterns und der Muttergalaxie könnte weiterhin die Bildung eines gebündelten, hochenergetischen Gammablitzes begünstigt haben.[11][13]

Commons: GRB 221009A – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ swift.ac.uk: Catalogue XRT results for GRB 221009A, abgerufen am 4. April 2023
  2. ↑ a b c d e Daniele. B. Malesani et al.: The brightest GRB ever detected: GRB 221009A as a highly luminous event at z = 0.151. In: Astronomy & Astrophysics. 17. Februar 2023, S. 1–9, doi:10.48550/arXiv.2302.07891.
  3. ↑ a b c Maia A. Williams et al.: GRB 221009A: Discovery of an Exceptionally Rare Nearby and Energetic Gamma-Ray Burst. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 946, Nr. 1, 20. März 2023, S. L24 ff., doi:10.3847/2041-8213/acbcd1.
  4. ↑ a b LHAASO Collaboration: Very high-energy gamma-ray emission beyond 10 TeV from GRB 221009A. In: Science Advances. Band 9, Nr. 46, 15. November 2023, doi:10.1126/sciadv.adj2778.
  5. ↑ a b Nadja Podbregar: Rätselhafter Rekord-Gammastrahlenausbruch. In: scinexx.de. 30. März 2023, abgerufen am 4. April 2023.
  6. ↑ Francis Reddy: NASA Missions Study What May Be a 1-In-10,000-Year Gamma-ray Burst. NASA.GOV, 28. März 2023, abgerufen am 24. April 2024 (englisch).
  7. ↑ a b David Dickinson: Brightest Gamma-ray Burst Shines Light on Milky Way Structure. Universe Today, Fraser Cain, 6. April 2023, abgerufen am 24. April 2024 (englisch).
  8. ↑ a b c Eric Burns et al.: GRB 221009A: The BOAT. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 946, Nr. 1, 20. März 2023, S. L31 ff., doi:10.3847/2041-8213/acc39c.
  9. ↑ Dmitry Frederiks: Konus-Wind detection of GRB 221009A. Abgerufen am 15. Oktober 2022
  10. ↑ Lin Lan et al.: GRB 221009A: An Ordinary Nearby GRB with Extraordinary Observational Properties. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 949, Nr. 1, 17. Mai 2023, S. L4 ff., doi:10.3847/2041-8213/accf93.
  11. ↑ a b Brendan O'Connor et al.: A structured jet explains the extreme GRB 221009A. In: Science Advances. Band 9, Nr. 23, 7. Juni 2023, doi:10.1126/sciadv.adi1405.
  12. ↑ Judith Racusin: LHAASO observed GRB 221009A with more than 5000 VHE photons up to around 18 TeV. Abgerufen am 15. Oktober 2022
  13. ↑ a b c d Peter K. Blanchard et al.: JWST detection of a supernova associated with GRB 221009A without an r-process signature. In: Nature Astronomy. 12. April 2024, doi:10.1038/s41550-024-02237-4.
  14. ↑ Francis Reddy: NASA’s Swift, Fermi Missions Detect Exceptional Cosmic Blast. Abgerufen am 15. Oktober 2022
  15. ↑ Laura A. Hayes & Peter T. Gallagher: A Significant Sudden Ionospheric Disturbance Associated with Gamma-Ray Burst GRB 221009A. In: Research Notes AAS. Band 6, Nr. 10, Oktober 2022, S. 222, doi:10.3847/2515-5172/ac9d2f.
  16. ↑ Mirko Piersanti et al.: Evidence of an upper ionospheric electric field perturbation correlated with a gamma ray burst. In: Nature Communications. Band 14, Nr. 7013, 14. November 2023, doi:10.1038/s41467-023-42551-5.
  17. ↑ Giancarlo Ghirlanda & Ruben Salvaterra: The Cosmic History of Long Gamma-Ray Bursts. In: The Astrophysical Journal. Band 932, Nr. 1, 10. Juni 2022, doi:10.3847/1538-4357/ac6e43.
  18. ↑ Arpita Roy: Progenitors of Long-Duration Gamma-ray Bursts. In: Galaxies. Band 9, Nr. 4, 19. Oktober 2021, S. 79, doi:10.3390/galaxies9040079.
  19. ↑ Gereon Bohlmann: Die Entstehung von Gold (ab 0:24:19) auf YouTube, 1. Oktober 2018, abgerufen am 24. April 2024 (Laufzeit: 41:28min).
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