GRB 020813

(Originalarbeit unter https://chandra.harvard.edu)

Kosmische Spurensuche bestätigt Zusammenhang zwischen Gammastrahlenausbruch und Supernova

Die 21-stündige Chandra-Beobachtung des Nachglühens des Gammastrahlenausbruchs GRB 020813 offenbarte ein Über-angebot an Elementen, die durch die Supernova-Explosion eines massereichen Sterns kennzeichnenderweise ausgeworfen werden. Man vermutet, daß das Nachglühen durch die Wechselwirkung eines Jets aus hochenergetischen Teilchen mit der expandierenden Hülle aus der Supernova (siehe Darstellung) entsteht.

Schmale Linien oder Beulen durch Silizium- und Schwefelionen wurden eindeutig im Röntgenspektrum von GRB 020813 (er wurde am 13. August 2002 durch den High-Energy Transient Explorer Satelliten entdeckt) identifiziert. Das High-Energy Grating Spectrometer an Bord von Chandra erlaubte einem Astronomenteam, Einzelheiten der Röntgenlinien zu studieren. Zwei Gitter streuten Röntgenstrahlen der Quelle ganz so, wie ein Prisma sichtbares Licht streut, um die gekreuzten Bänder zu erzeugen, die in der Abbildung unter der Darstellung wiedergegeben sind – die schmalen, hellen Regionen sind die Spektrallinien.

Eine Untersuchung der Chandra-Daten zeigte, daß sich die Ionen vom Ort des Gammastrahlenausbruchs mit einem Zehntel der Lichtgeschwindigkeit entfernten, wohl als Teil einer Materiehülle, die bei der Supernova-Explosion abgestoßen wurde. Es wurde beobachtet, daß die Linienstrukturen scharfe Spitzen besitzen, ein Hinweis darauf, daß sie aus einer engen Region der sich ausdehnenden Hülle stammten. Dies deutet darauf hin, daß nur ein kleiner Teil der Hülle durch den Gammastrahlen-ausbruch angestrahlt wurde, so wie man es erwarten würde, wenn der Ausbruch in einem schmalen Kegel abgestrahlt wurde. Die beobachtete Dauer des Nachglühens spricht dafür, daß zwischen Supernova und Gammastrahlenausbruch eine Verzöge-rung von rund 60 Tagen liegt.

Die Daten scheinen das Modell einer Supranova für einen Gammastrahlenausbruch zu stützen, bei dem der Ausbruch bald nach, aber nicht gleichzeitig mit der Supernova auftritt. Der Kollaps des Kerns eines extrem massereichen Sterns führt eine Explosion herbei, welche die äußeren Schichten des Sterns mit hohen Geschwindigkeiten absprengt, derweil der kollabierte Kern ein Schwarzes Loch bildet, umgeben von einer wirbelnden Materiescheibe.

Kurze Zeit danach produziert dieses System aus einem Schwarzen Loch und einer Scheibe einen Jet aus hochenergetischen Teilchen. Man vermutet, daß Schockwellen innerhalb dieses Jets einen hellen Ausbruch an Röntgen- und Gammastrahlung erzeugen, die nur wenige Minuten anhalten. Im Zusammenspiel von Jets und Hülle entsteht das Nachleuchten im Röntgen-licht, das Tage oder sogar Monate anhalten kann. Der Grund für die Verzögerung zwischen der Bildung des Schwarzen Lochs und der Produktion des Jets ist nicht verstanden.

• Kurzinformation:
• Scale: Image is 1.7 arcmin per side
• Category: Miscellaneous Objects
• Coordinates (J2000): RA 19h 46m 41.90s | Dec -19° 36′ 05.10″
• Constellation: Sagittarius
• Color Code: Energy (Spectrum)
• Instrument: ACIS / HETG
• Distance Estimate: about 9 billion light years
• Release Date: March 24, 2003