Am Morgen Am 9. Oktober klingelte in den Posteingängen der Astronomen eine relativ bescheidene Warnung: Das Swift-Observatorium der NASA hatte gerade einen neuen Energieausbruch entdeckt, von dem angenommen wurde, dass er von irgendwo innerhalb unserer eigenen Galaxie kam. Aber sechs Stunden später – als Wissenschaftler feststellten, dass ein Instrument am Fermi-Weltraumteleskop das Ereignis ebenfalls gemeldet hatte – traf eine weitere dringendere E-Mail ein. „Wir glauben, dass diese Quelle jetzt wahrscheinlich ein Gammastrahlenausbruch ist“, hieß es. “Dies würde auf einen hochenergetischen Ausbruch hindeuten, und daher empfehlen wir dringend, weiterzumachen.” Mit anderen Worten, dies war eine Karrierechance, ein seltenes Himmelsereignis in Echtzeit zu verfolgen.
Astronomen auf der ganzen Welt traten in Aktion. Sie waren begierig darauf, ihre Teleskope auf diese mächtige Explosion der energiereichsten Photonen in unserem Universum zu richten. „Und mit ausgestoßen meine ich wie ein Feuerwehrschlauch aus Emissionen“, sagt Wen-fai Fong, Astrophysiker an der Northwestern University. Es wird angenommen, dass Explosionen wie diese durch die Supernovae von Riesensternen verursacht werden, zerstörerische Zusammenbrüche, die schwarze Löcher hervorbringen. Der Ausbruch mit der Bezeichnung GRB 221009A ging etwa 2 Milliarden Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze los – eines der nächsten und energiereichsten, das jemals beobachtet wurde – und es ist wahrscheinlich, dass einer der Jets zufällig direkt auf die Erde gerichtet war. Zusammen sorgten diese Faktoren für einen Blitz wenigstens 10-mal heller als alle anderen, die in den drei Jahrzehnten seit der Entdeckung solcher Ausbrüche gesichtet wurden, was einige Astronomen dazu veranlasste, es das „BOOT“ zu nennen – das hellste aller Zeiten.
„Ich dachte immer, ist das echt? Denn wenn es so ist, ist es ein extrem seltenes, einmaliges Ereignis“, sagt Fong. Sie und andere sind gerade dabei, Daten zu sammeln, von denen sie hoffen, dass sie bestätigen, dass die Strahlen tatsächlich von einer Supernova stammen, und ihnen helfen, zu isolieren, welche stellaren Eigenschaften zu einer solchen energetischen Explosion geführt haben und wie viel des kollabierenden Materials von dem Säugling ausgespuckt wurde schwarzes Loch. (Theoretisch Gedanken erscheinen bereits auf dem arXiv-Preprint-Server.)
Während das Aufspüren von Supernovae heute ziemlich häufig ist, ist es seltener, eine in Verbindung mit einem Gammastrahlenausbruch zu erwischen – sie sind normalerweise zu schwach, um aufzutauchen, weil sie so weit entfernt sind, und nur ein Bruchteil der Supernovae erzeugt tatsächlich diese Explosionen. Aber da dieser Ausbruch so intensiv war, erwarten Wissenschaftler, die Supernova sehr deutlich zu sehen. „Das hat die Gemeinde wirklich neu belebt“, sagt Fong. „Jeder, der ein Teleskop hat, auch wenn er normalerweise keine Gammastrahlenausbrüche untersucht, versucht, seine Detektoren darauf zu richten, um einen möglichst vollständigen Datensatz zu erhalten.“
Gammastrahlen der Explosion wurden mehrere hundert Sekunden lang aufgezeichnet. Als nächstes kam eine Reihe von Photonen mit niedrigerer Energie, darunter Röntgenstrahlen, optisches und infrarotes Licht und Radiowellen. Es ist dieses Nachglühen, das Astronomen an bodengestützten Teleskopen gerne einfangen möchten, denn die Beobachtung, wie sich der Zustrom von Photonen im Laufe der Zeit ändert, wird ihnen helfen, die Arten von Sternen zu charakterisieren, die solche Explosionen erzeugen, die Mechanismen, die diese Explosionen antreiben, und die resultierenden Umgebungen, die sie erzeugen. Diese Erkenntnisse könnten Aufschluss darüber geben, welchen Einfluss Gammastrahlenausbrüche auf zukünftige Generationen von Sternen haben, und bestimmen, ob der Sternentod uns Leben auf der Erde ermöglicht, indem er die schweren Elemente produziert, die das Innere eines Planeten erwärmen und dazu beitragen können, sein Magnetfeld aufrechtzuerhalten.
Da die Emission fast alle Wellenlängen des Lichts umfasst, kann sie von vielen verschiedenen Instrumenten beobachtet werden, was den postmortalen Gammastrahlenausbruch zu einem globalen wissenschaftlichen Ereignis gemacht hat. Umlaufende Satelliten wie NuSTAR der NASA messen seine hochenergetischen Röntgenstrahlen, während Standorte wie die Australia Telescope Compact Array sammeln die Radioemission des Bursts. „Wenn wir eines Nachts keine Daten bekommen, können wir so ziemlich garantieren, dass es jemand tun wird“, sagt Jillian Rastinejad, eine Doktorandin aus dem Nordwesten, die mit Fong zusammenarbeitet. Zusammen führen sie Beobachtungen von sichtbarem Licht aus dem Ausbruch mit Hilfe des Zwillinge Süd Teleskop in Chile, Daten, die durch Messungen aus dem ergänzt werden Lowell-Entdeckungsteleskop in Arizona, Südkorea Optisches Astronomie-Observatorium von Bohyunsunund Indiens Devasthal schnelles optisches Teleskop. Sogar das James-Webb-Weltraumteleskop beteiligte sich an der Aktion, als Wissenschaftler am vergangenen Freitag über das im Infraroten beobachtete Nachleuchten berichteten.