Das transiente Universum kurzschließen

Eine eingehende Abbildung großer Bereiche des Himmels hat Himmelsobjekte enthüllt, die sich auf einer menschlichen Zeitskala verändern. Dazu gehören auch Supernovae, die die Endpunkte der Sternentwicklung darstellen. Diese Explosionen von Riesensterne können kurz eine ganze Galaxie überstrahlen und stehen auch im Zusammenhang mit der Beschleunigung kosmischer Strahlung bis hin zur chemischen Anreicherung des intergalaktischen Mediums.

Die aktuelle Ansicht des Hochenergie-Himmels ist jedenfalls reich an zeitlich veränderlichen Phänomenen im Bereich von 1 s bei Gammastrahlenausbrüchen (GRB) und Tagen bei galaktischen Novae. Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts HETRANSIENTS (Innovative tools for the study of high-energy transients) haben neue Instrumente vorgeschlagen, um das aktuelle Verständnis von solchen extremen astrophysikalischen Abläufen zu verbessern.

Die Wissenschaftler entwickelten die kollaborative Datenbank GRBspec, um der wissenschaftlichen Gemeinschaft GRB-Spektren von verschiedenen Observatorien zur Verfügung zu stellen. Die GRBspec-Website bietet auch Visualisierungs- und Analysewerkzeuge, mit denen die Benutzer nicht nur die Daten vor dem Herunterladen bewerten, sondern sie auch online analysieren können.

Von allen Spektren war eines von relativ kurzer Dauer besonders auffällig: es stand im Zusammenhang mit einer gewaltsame Verschmelzung zweier Neutronensterne am Ende ihres Lebens. In diesem GRB-Nachglühen waren sowohl Absorptions- als auch Emissionsmerkmale gut zu erkennen. Die Spektroskopie des Nachglühens und Multi-Wellenlängen-Spektroskopie ermöglichten es dem HETRANSIENTS-Team, seine Entfernung zu bestimmen und die lokale Umgebung zu studieren.

Zusätzlich sammelten die Wissenschaftler Beobachtungen zum Nachweise für den Zusammenhang zwischen Langzeit-GRB und Supernovae. Durch die Untersuchung der Ursprungsgalaxien der neu entdeckten Supernovae stellten sie fest, dass die ersten Sternexplosionen vor den GRB passsieren. Diese Erkenntnis führte die HETRANSIENTS-Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Quelle dieser Explosionen massereiche Sterne sind.

Die über GRBspec erhältliche große Stichprobe von GRB-Spektren bietet wertvolle Einblicke in die Evolution von anderen Galaxie-Umgebungen im Laufe der Geschichte des Universums. Die Untersuchung dieser zeitlich veränderlichen Phänomene sowie die Möglichkeit, das Zusammenspiel zwischen den Teilchen und magnetischen Felder zu entwirren, ist ein vielversprechender Weg zur Verbesserung des derzeitigen Verständnisses der Wirkung dieser Ereignisse auf ihre Umgebung.