Ein Objekt namens GRB 150101B, das im Januar 2015 vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA erstmals als Gammastrahlenausbruch erkannt wurde, könnte auf eine Fusion zweier Neutronensterne hinweisen. Dieses Bild zeigt Daten vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA (lila in den eingefügten Feldern) im Zusammenhang mit einem optischen Bild von GRB 150101B vom Hubble-Weltraumteleskop.
(Bild: © Röntgen: NASA / CXC / GSFC / UMC / E. Troja et al .; Optisch und Infrarot: NASA / STScI)
Kataklysmische Fusionen der als Neutronensterne bekannten superdensen Sternkörper könnten im gesamten Kosmos häufig vorkommen, so eine neue Studie.
Im vergangenen Oktober gab ein internationales Forscherteam eine erstaunliche Ankündigung ab: Sie hatten sowohl Licht- als auch Gravitationswellen entdeckt, die durch den Absturz zweier Neutronensterne erzeugt wurden, ein Ereignis namens GW170817 (weil es am 17. August 2017 beobachtet wurde).
Die Entdeckung eröffnete das Zeitalter der "Multimessenger-Astronomie" - die Verwendung elektromagnetischer Strahlung in Kombination mit Gravitationswellen (die Wellen in der Raumzeit, die Albert Einstein vor einem Jahrhundert erstmals vorhergesagt hatte), um kosmische Objekte und Phänomene zu untersuchen. [Gravitationswellen von Neutronensternen: Die Entdeckung erklärt]
GW170817 war die erste dokumentierte Neutronen-Stern-Fusion. Aber es scheint jetzt eine Gesellschaft zu haben.
Im Januar 2015 entdeckte das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA einen starken Ausbruch energiereicher Gammastrahlen in einer 1,7 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie. Kurz danach beobachteten eine Reihe anderer Instrumente diese Quelle, bekannt als GRB 150101B. ("GRB" ist die Abkürzung für "Gammastrahlen-Burst".) Zu diesen Follow-up-Bereichen gehörten das Hubble-Weltraumteleskop der NASA, das Chandra-Röntgenobservatorium und das Neil Gehrels Swift-Observatorium sowie das Discovery-Channel-Teleskop am Lowell-Observatorium in Flagstaff, Arizona.
Die kombinierten Beobachtungen ergaben wichtige Ähnlichkeiten zwischen GW170817 und GRB 150101B. Zum Beispiel erzeugten beide Ereignisse ungewöhnlich kurzlebige und schwache Gammastrahlenausbrüche, hellblaues sichtbares Licht, das mehrere Tage andauerte, und langwierigere Röntgenemissionen, sagten Mitglieder des Studienteams. Und beide Quellen befinden sich in elliptischen Galaxien mit Sternen, die einige Milliarden Jahre alt sind, ohne offensichtliche sternbildende Regionen.
Das Team geht daher davon aus, dass GRB 150101B wahrscheinlich auch durch eine Neutronenstern-Fusion entstanden ist. (Neutronensterne entstehen, wenn Riesensterne bei Supernova-Explosionen sterben. Die Überreste der größten Sterne fallen in schwarze Löcher; Sterne, die etwas kleiner anfingen, enden als Neutronensterne, die mehr als die Masse der Sonne in eine Kugel von nur 12 Meilen packen oder 20 Kilometer breit.)
"Wir haben einen Fall von kosmischen Lookalikes", sagte der Co-Autor der Studie, Geoffrey Ryan, von der University of Maryland im College Park (UCMP) in einer Erklärung. "Sie sehen gleich aus, verhalten sich gleich und stammen aus ähnlichen Gegenden. Die einfachste Erklärung ist also, dass sie aus derselben Familie von Objekten stammen."
Der Wechsel von einem erkannten Objekt zu zwei ist eine große Sache, sagte die Studienleiterin Eleonora Troja vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland und UCMP.
"Unsere Entdeckung zeigt, dass Ereignisse wie GW170817 und GRB 150101B eine völlig neue Klasse von ausbrechenden Objekten darstellen könnten, die sich in Röntgenstrahlen ein- und ausschalten und tatsächlich relativ häufig sind", sagte Troja in derselben Erklärung.
Das Team beobachtete keine Gravitationswellen von GRB 150101B. Das Advanced Laser Interferometer Gravitationswellen-Observatorium (LIGO) war im Januar 2015 noch nicht in Betrieb, und selbst wenn dies der Fall gewesen wäre, hätte es wahrscheinlich keine Wellen von einer so weit entfernten Quelle aufnehmen können, sagten Mitglieder des Studienteams. (GW170817, das sowohl von Advanced LIGO als auch von seinem europäischen Gegenstück Virgo beobachtet wurde, trat nur 130 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt auf.)
Ohne Gravitationswellenmessungen können Forscher nicht sicher sagen, wie massiv die beiden GRB 150101B-Objekte waren. Es ist also möglich, dass die Fusion einen Neutronenstern und ein Schwarzes Loch beinhaltete, sagten Mitglieder des Studienteams.
"Wir brauchen mehr Fälle wie GW170817, die Gravitationswellen und elektromagnetische Daten kombinieren, um ein Beispiel zwischen einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch zu finden. Eine solche Detektion wäre die erste ihrer Art", so Co-Autor Hendrik Van Eerten von der University of Bath im Vereinigten Königreich, sagte in der gleichen Erklärung. "Unsere Ergebnisse sind ermutigend, mehr Fusionen zu finden und eine solche Entdeckung zu machen."
Die neue Studie wurde heute (16. Oktober) online in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Sie können einen Vorabdruck davon kostenlos auf arXiv.org lesen.
Mike Walls Buch "Out There" über die Suche nach außerirdischem Leben wird am 13. November im Grand Central Publishing veröffentlicht. Folgen Sie ihm auf Twitter @michaeldwall. Folgen Sie uns auf Spacedotcom oder Facebook. Ursprünglich auf Space.com veröffentlicht.
