Gamma Ray Bursts (GRBs)

Gegen Ende des Mittelalters...

Bitte?  

Man sollte nicht die kosmischen Dark Ages mit den irdischen verwechseln! Im Gegensatz zum irdischen Mittelalter war das kosmische 'Dunkle Zeitalter' tatsächlich dunkel (einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, bis sich die ersten Sterne formen konnten).  

@Jerry: Dein Link zum Portalartikel funktioniert nicht.

Moin,

lesbar >>> Löste Sternexplosion Massensterben aus?

Jerry

Hallo Jerry,

wir hatten ja beim Stammtisch in Hannover
die Möglichkeit erörtert,
ob ein Gamma Ray Burst von Beteigeuze für das
Massensterben auf unserer Erde verantwortlich gewesen sein könnte.
Das haben wir im Gespräch ausschließen können.


vergrößern
Quelle:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=827.msg139849#msg139849

aber jetzt habe ich nachfolgenden Bericht gefunden,
in dem der Jet von Centaurus A sehr gut zusehen ist,
auf ein Bild verzichte ich jetzt wegen möglicher Urheberrechte.
http://www.obspm.fr/actual/nouvelle/mar09/cena.en.shtml

hier noch mehr Infos zu Centaurus A
http://www.starobserver.org/ap100313.html

meine laienhafte Frage an Dich oder andere Wissende:

besteht die Wahrscheinlichkeit,
daß das Massensterben,
in dem von Dir bedachten Zeitraum,
durch die vermutliche Kollision zweier Galaxien,
dessen Ergebniss wohl Centaurus A ist,
zusammen treffen könnte.?


Gertrud

ein Gamma Ray Burst von Beteigeuze für das Massensterben auf unserer Erde verantwortlich gewesen sein könnte.

Nene, ob er in Zukunft für ein Massensterben verantwortlich sein kann, in der Vergangenheit war es nicht Betageuze, da der ja immernoch existiert.

Gruß, Klaus

Moin Getrud,

zu *Beteigeuze* hatte ich folgendes festgestellt:

dieser*Rote Riesenstern* wird in 1.000 bis 10.000 Jahren in einer *Hypernova* enden. Es könnte dann ein *Gamma Ray Burst* entstehen, wobei dieser uns aber keinen Schaden zufügen kann, da die entstehenden Jets nicht in Richtung Erde strahlen werden. Zumindest wäre diese *Hypernova* aber ein besonderes Ereignis, denn die Helligkeit würde dann auf −9,5 bis −10,5 mag ansteigen.

zu *Centaurus A* kann ich sagen:

diese *Polarring-Galaxie* ist eine starke Quelle von Röntgen- und Gammastrahlung - aus dem mittleren Bereich strahlt ein kosmischer Jet ab, gut zu sehen auf dieser Aufnahme >>> Galaxien als Nachbarn, Beitrag #61 Dieser Jet ist aber kein *GRB*, sondern Röntgenstrahlung, die von einer Akkretionsscheibe um ein massereiches *Schwarzes Loch* im Zentrum kommt.


Jet von *Centaurus A* im Röntgenlicht
Astronomi/Veckans bild/V:42/Chandra

zu Deiner Frage: besteht die Wahrscheinlichkeit,
daß das Massensterben,
in dem von Dir bedachten Zeitraum,
durch die vermutliche Kollision zweier Galaxien,
dessen Ergebniss wohl Centaurus A ist,
zusammen treffen könnte.?

Das ist nicht auszuschliessen, aber die Wahrscheinlichkeit ist eher gering, da sich diese Crash´s in relativ grosser Entfernung von unserer Erde ereignet haben.
 
Zumindest 2 mögliche Gründe für ein Massesterben liegen vor: 1. vor 65 Mio Jahren der Chicxulub-Einschlag / Dekkan-Trapp   und 2. vor 488,3–443,7 Mio Jahren ein GRB, der von einer Hypernova aus *nächster Nähe* stammen müsste. Diese Quelle ist aber noch nicht aufgefunden.

Jerry

Moin,

mit *GRB 100413B* wurde der 500. *GRB* entdeckt. Dieser *lange Burst* ereignete sich im Sternbild Kassiopeia und die Wissenschaftler meinen, dass es sich hierbei um das sichtbare Zeichen vom Tod eines massereichen Sternes handelt.

Hier mehr Information: NASA's Swift Catches 500th Gamma-ray Burst

Aber *GRB 100413B* wurde nicht durch *Swift* direkt entdeckt, sondern erst bei der Auswertung des von ihm aufgezeichneten Himmelsbereiches.

Jerry

Moin,

auf dem Treff hatten wir im kleinen Kreis über die Gefahren von GRB´s diskutiert und nach einem Datum gesucht, wann unsere Erde von solch einem Energiejet getroffen wurde. Hier habe ich das gefunden >>>
Am 27. Dezember 2004 wurde die Erde kurz vor Mitternacht (21:30 UTC) von einem Gamma- und Röntgenstrahlen-Ausbruch (GRB) getroffen. Ein Neutronenstern hatte in Sekundenbruchteilen mehr Energie freigesetzt als die Sonne in 100.000 Jahren. Die Wellenfront in etwa 50.000 Lichtjahren Entfernung von der Quelle war intensiver als der stärkste jemals gemessene Strahlungsausbruch unserer Sonne. Forscher in Australien berichteten, die Riesenexplosion des Neutronensterns *SGR 1806-20* habe ihn für eine Zehntelsekunde heller als den Vollmond gemacht. Er sei damit das hellste Objekt außerhalb unseres Sonnensystems, das je ermittelt worden sei. Der Ausbruch von *GRB 041227* am 27. Dezember 2004 dauerte nur 0,2 Sekunden.
Info >>>

Jerry

Am 21.06.2010 wurde Swift von einer intensiven Gamma Ray Burst Strahlung von GRB 100621A geblendet und er schaltete sich selber ab,
da er durch die hohe Zahl der Treffer einen Fehler vermutete.

Die Auswertung und Rekonstruktion von Photonenraten außerhalb des überbelichteten Zentrums und eine Hochrechnung auf die Mitte ergab, dass am Höhepunkt des Gammablitzes 143.000 Röntgenphotonen pro Sekunde gemessen wurden – das ist 14 Mal heller als die hellste bekannte kontinuierliche Röntgenquelle am Himmel.

Quelle:
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-11965-2010-07-19.html

***

 Die Intensität dieser X -Strahlen war unerwartet und beispiellos ", sagte Neil Gehrels, Swift's principal investigator at NASA's Goddard Space Flight Center.
http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=31240

***

Am 13. April 2010 entdeckte Swift den 500. Gamma- und Röntgenstrahlen-Ausbruch (GRB)

 Swift hat die Erwartungen mehr wie erfüllt und die Wissenschaftler gehen von weiteren Erkenntnissen durch Swift aus.
In dem unteren Link ist ein Video von den 500 Gamma-Ray Bursts  enthalten,
das ich leider hier nicht einbinden kann.(Klausd, kannst Du es?)

http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/500th.html





ein begeisteter Bericht von dem Ereigniss siehe unten:

http://geeked.gsfc.nasa.gov/?p=1417


Gertrud

Ich habe mal eine allgemeine Frage zu diesen Gamma Ray Bursts:

Es wird immer wieder von Röntgenstrahlung gesprochen. Ist es aber nun Röntgenstrahlung oder Gammstrahlung.

Die beiden Strahlenarten unterscheiden sich ja nicht wirklich auf dem ersten Blick. Beide haben eine Wertigkeit von 1, und beide können im Gegensatz zu Alpha oder Betastrahlung nur von dicken Bleischichten abgeschirmt werden.

Der Unterschied legt ja nur im Atomkern: Bei Gammastrahlen zerfällt der Atomkern, bei charakteristischen Röntgenstrahlen hüpfen die Elektronen von der äusseren zur Inneren Schale und dabei wird Energie frei...

Ist dieser Unterschied messbar?

Hallo Swesda,

der Unterschied ist die Energie, und damit die Frequenz, der Photonen. Gammastrahlen sind deutlich energiereichere Photonen als Röntgenstrahlung. Und beide sind wiederum energiereicher als Licht und was "noch tiefer" liegt.

Schau dir mal das elektromagnetische Spektrum an:

Hi Schillrich,

Vielen Dank für deine Hilfe. Ich merke gerade, wie lange meine Ausbildung eigentlich her ist und Strahlenphysik...

Das Magnetspektrum zeigt es auf. Dein Link ist zwar nicht da, aber es gibt ja google.de



Da das Magnetspektrum messbar ist, erklährt sich meine Frage schon ein wenig.

Interessant finde ich vor allem, dass sich kosmische Strahlung bei 10^-15m befindet. Ich dachte immer, das befindet sich überlappend auf dem Spektrum von Gamma und Röntgenstrahlung.

ist die kosmische Strahlung auch die Hintergrundstrahlung oder befindet sich das in dem von mir als kosm. Strahlung vermuteten Berreich?

Vielen Dank!

Die Hintergrundstrahlung liegt im Mikrowellenbereich/Fernes Infrarot

Der "Kosmische Mikowellenhintergrund" ist, wie es der Name sagt, heute Mikrowellenstrahlung ...

Meiner Meinung nach ist die obige Einteilung nicht korrekt. Röntgenstrahlung ist hochenergetische elektromagnetische Strahlung, die bei Beschleunigungs- respektive Bremsprozessen von Elektronen bzw. geladenen Teilchen (im Vakuum) entsteht. Gammastrahlung hingegen entsteht bei Kernumwandlungsprozessen. Die Art der Entstehung ist das entscheidende Merkmal, nicht die Frequenz. Die Wellenlängenbereiche hingegen überlappen einander.

Gammastrahlung erreicht allerdings einen höheren Frequenzbereich als Röntgenstrahlung. Der Bereich beginnt aber auch erst bei höheren Energien. Hingegen existiert "weiche" Röntgenstrahlung. Vielleicht gibt es da sogar noch eine Überlappung mit dem UV. (Da müsste man mal recherchieren.)

Licht (UV, sichtbar, IR) dagegen ist reine Atomhüllenphysik (Springen zwischen Energieniveaus).

Mikrowellenstrahlung sind Funkwellen, die erneut anders entstehen als Licht (Beschleunigung von Elektronen in Leitern?). Auch hier überlappt sich aber der Wellenlängenbereich mit dem infraroten Licht.

Ist schon faszinierend, die ganze Sache.

Hallo Günther,

interessanter Ansatz, aber ich denke der ist nicht "der Gängige" wie er heute verwendet wird.
Der Mikrowellenhintergrung zeigt heute Mikrowellen, während die Entstehung dieser uralten Strahlung keine Mikrowellen waren. Der Entstehungsprozesse war ein anderer, als der für Mikrowellen direkt zuständige und hat damals auch keine Mikrowellen erzeugt.

Aus dieser Sicht ist das Kriterium zur Einteilung die Frequenz/Energie, nicht die Art der Entstehung.

Das stimmt allerdings und wurde von mir (noch) nicht bedacht.

Ich gehe erstmal schlafen, vielleicht fällt mir dabei etwas ein.

<--- ... is der niedlich!

[...] "weiche" Röntgenstrahlung. Vielleicht gibt es da sogar noch eine Überlappung mit dem UV. (Da müsste man mal recherchieren.)

Licht (UV, sichtbar, IR) dagegen ist reine Atomhüllenphysik (Springen zwischen Energieniveaus).

Diese Überlapp gibt es - abhängig davon, wie weit man den UV-Bereich definiert.

Im folgenden hab ich mal die Bereich des UV aufgelistet. Daran anschließend folgt der Röntgenbereich.

Name / Abkürzung / Wellenlänge / Photonenenergie

Nahes UV / UV-A / 400 - 320 nm / 3,26 - 3,94 eV
Mittlere UV / UV-B / 320 - 280 nm / 3,94 - 4,43 eV
Fernes UV / UV-C-FUV / 280 - 200 nm / 4,43 - 6,2 eV
Vakuum-UV / UV-C-VUV / 200 - 100 nm / 6,20 - 12,4 eV
Extrem-UV / XUV / 100 - 1 nm / 12,4 - 1240 eV

Weiches X-Ray / - / 10 - 0,1 nm / 0,12 - 12 keV
Hartes X-Ray / - / 0.1 - 0,01 nm / 12 - 120 keV

Im XUV und weichem X-Ray gibt es also den von GG angesprochenen Überlapp. Allein die Entstehung ist hier unterschiedlich. UV-Strahlung entsteht bei Übergängen innerhalb der Elektronenhülle. Für X-Rays sind dies entweder kernnahe elektronische Übergänge (das ist dann die charakteristische Röntgenstrahlung) oder die von GG angesprochene Bremsstrahlung, welche ein kontinuierliches Spektrum besitzt. Innerhalb dieses kontinuierlichen Spektrums gibt es den Überlapp zum UV-Bereich - ist die kinetische Energie des Teilchens am oberen Rand der weichen Röntgenstrahlung nicht so groß (~ 0,12 keV), liegt die Energie der emittierten Photonen im Bereich des XUV. Da die Art der Entstehung allerdings eine andere ist, bekommen die Photonen einen anderen Namen.

Ist schon faszinierend, die ganze Sache.

Absolut - Licht ist... das gibt es nur dieses eine Wort: faszinierend! Und was sich alles damit erklären und machen lässt ist phänomenal...

Die Quelle der oben genannte Zahlen sei noch erwähnt:
Skript zur Diagnostik heißer, kurzlebiger Plasmen, HHUD, Prof. Pretzler

Grüße,
Olli

Danke, Olli.

Zwei Fragen noch:

• "kernnahe elektronische Übergänge"? Vielleicht besser Elektronenübergänge?
  (Ein Außenelektron fällt auf die kernnächste Schale, da dort ein Elektron herausgeschlagen wurde.)
• Bei welchem Element kommt man auf 1240 eV?

Hey GG,

wir können es auch Elektronenübergänge nennen. Wichtig war mir die Betonung auf "kernnah". Die Bezeichung "elektronisch" habe ich in dem Zusammenhang verwendet, um vibratorische und rotatorische Emission explit auszuschließen.

Ein Element, dass bei 1,24 keV emittiert - gute Frage.
Auf's geradewohl fällt mir Xenon ein, das bei 92 eV abstrahlt (entspricht einer Wellenlänge von 13,5 nm). Weiß ich aber auch nur so schnell, weil ich vor gut zwei Wochen damit gearbeitet hab...

Ein Blick in die NIST Spektraldatenbank (dort als lower wavelength 1nm und als upper wavelength 2nm eingeben) zeigt, dass einige Element im XUV emittieren können. Es werden Eisen, Titan, Cobalt, Nickel, Molybdän, Kupfer, Scandium, Mangan, Vanadium und Krypton als einizges Nichtmetall angegeben.
Voraussetzung hierfür ist, dass sie hochionisiert sind. Der erste Eintrag in der Tabelle gibt in der Notation der Spektroskopiker Fe XX an, also neunfach ionisiertes Eisen (Fe I bezeichnet das vollständige Eisenatom, Fe II einfach-ionisiertes etc.).

Das technisch anwendbar zu machen stelle ich mir deutlich kompliziert vor, doch im All kann ich mir vorstellen, dass es das diese hoch-ionisierten Spezies gibt. Da jedoch nicht immer etwas über die Entstehungsart gesagt werden kann, erfolgt vermutlich die Einordnung meist als Röntgenstrahlung, da die Wellenlänge i.d.R. dieser Strahlungsart zugeordnet wird.

Gäbe es eine Möglichkeit Aussagen über die Entstehung der Strahlung zu machen, wäre dies sicherlich ein großer Gewinn, um weitere Prozesse verstehen zu können. Doch das führt über das hier diskutierte Thema der GRBs hinaus.

Grüße,
Olli

Ich greife hier mal einen Post aus dem Thread Aktive Galaktische Kerne - Quasare - supermassive Schwarze Löcher aus. Siehe dazu hier die Posts #90 und #91 .

[...] Gasjets werden dann senkrecht zur Scheibenebene ausgestoßen und erzeugen die Gammablitze, die *GRB´s*.

Genau das verstehe ich nicht. Wieso erfolgt die Abstrahlung gerichtet? Beim Aufheizen eines Gases, also der Anregung der Gasmoleküle bzw. Atome erfolgt durch Relaxation die Emission von Strahlung - das ist das Prinzip von Plasmalampen, z.B. einer Natrium-Dampflampe oder auch einer Leuchtstoffröhre. Dort ist die Emission allerdings ungerichtet.
Wieso ist es bei GRBs nun gerichtet?

Grüße,
Olli

Moin Olli,

mir war bisher nichts anderes bekannt und jetzt auch nach intensivem Suchen bekomme ich keine andere Information.

Ich zitiere hier mal: Falls die Akkretionsscheibe, das Material, welches nicht in das SL gezogen wird, über ein starkes Magnetfeld verfügt, wird ein Teil des Materiestromes in zwei Teile gerissen und in Bahnen entlang der Feldlinien des Magnetfeldes geführt. Dann werden beide Ströme rechtwinkelig zur Ebene der Akkretionsscheibe (einer auf jeder Seite / nord-süd) mit sehr hoher Geschwindigkeit als Jets in den Weltraum gejagt.


Bild aus WIKIPEDIA

Das ist mein derzeitiger Wissensstand.

Jerry

Das ist mein derzeitiger Wissensstand.

Meiner auch - nur das "warum?" ist noch ein Rätsel.

Aber das ist schön, denn so haben wir etwas, das Recherche erfordert. Auf geht's...

Grüße,
Olli

Moin Olli et al.,

ich versuche mal was:

Genau das verstehe ich nicht. Wieso erfolgt die Abstrahlung gerichtet? Beim Aufheizen eines Gases, also der Anregung der Gasmoleküle bzw. Atome erfolgt durch Relaxation die Emission von Strahlung - das ist das Prinzip von Plasmalampen, z.B. einer Natrium-Dampflampe oder auch einer Leuchtstoffröhre. Dort ist die Emission allerdings ungerichtet.


Das müsste sich aber dann um kontinuierliche bzw. diskontinuierliche Gammastrahlung handeln und nicht um Gammablitze (GRB´s).

Basis von Gammastrahlung sind natürlich die Schwarzen Löcher. Wird Materie in einer Akkretionsscheibe um ein schwarzes Loch geführt, kann sie durch die extrem hohe Reibung und Beschleunigung so viel an kinetischer Energie aufnehmen, dass letzthin unter anderem auch Gammastrahlung emittiert wird, aber nur dann wenn kein ausreichend starkes Magnetfeld vorhanden ist.

Wieso ist es bei GRBs nun gerichtet?

Starke Magnetfelder müssten das Schlüsselelement für die Erklärung der Gammastrahlenblitze (GRB´s) sein.

Dazu habe ich diese Abhandlung gefunden:

Magnetfelder als Ursache für Gammastrahlenblitze hier besonders der Absatz: Magnetfelder als Energiequelle

Grundsätzlich meine ich, ist die Wissenschaft mittlerweile davon überzeugt, dass die GRB´s dadurch entstehen, dass beim Zusammenschluss von 2 SL´s, oder auch beim Verschmelzen von einem SL und einem Neutronenstern, im  Kernbereich eine sehr schnell rotierende Akkretionsscheibe entsteht. Diese rotiert um das SL und heizt sich beim Einfall in das schwarze Loch sehr stark auf.  Das nicht aufgesogene Gas wird wieder ausgestossen, und führt dann zur Gammastrahlung. Ist ein extrem starkes Magnetfeld vorhanden wird die Strahlung aber nicht in alle Richtungen abgestrahlt sondern als Jets in einem nur wenige Grad breitem Kegel in zwei Richtungen. Diese Strahlenquellen sind für die etwas länger andauernden Blitze (GRB´s) von bis zu 1.000 Sekunden Dauer verantwortlich.

Ist das eine akzeptable Erklärung?

Jerry

Da die Gamma-Photonen nicht direkt von Magnetfeldern beeinflusst werden, muss es noch eine andere Ursache für die gerichtete Gamma-Emission geben. Hier bietet sich ein inverser Compton-Effekt an: Die nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ausströmenden Teilchen des Jets übetragen einen Teil ihrer Energie auf umherstreunende Photonen, wodurch sich deren Wellenlänge verkürzt und sie zu Gamma-Photonen werden. Ich kann mir vorstellen, dass durch die Bewegungsrichtung der Jetteilchen auch die Flugrichtung der entstehenden Gamma-Photonen vorgegeben ist.

Gruß Timo

Moin,

wer suchet, der findet!

Bisher vermutete man ja, die Stärke der Jets würden ausschliesslich mit der Rotationsgeschwindigkeit des SL´s zusammenhängen. David Garofalo, JPL / Pasadena sagt jetzt, wovon die Stärke der Jets eines supermassiven schwarzen Lochs abhängt. Sie entstehen durch extrem starke Magnetfelder in der nahen Umgebung des SL´s. Dort sammelt sich Materie in Form einer Akkretionsscheibe an. Nun gibt es supermassive SL´s , die in dieselbe Richtung wie die Scheibe drehen, und solche, die retrograd, also gegen den Drehsinn der Scheibe, rotieren.

Anhand von umfassenden Beobachtungen beider Typen im Radiowellenbereich konnte Garofalo zeigen, dass retrograd rotierende supermassiver SL´s stärkere Jets erzeugen. Bei diesem Typ befindet sich zwischen dem supermassiven SL und dem inneren Rand der Scheibe mehr freier Raum, wodurch viel stärkere Magnetfelder gebildet werden.


This artist's concept shows a galaxy with a supermassive black hole at its core. The black hole is shooting out jets of radio waves. (Credit: NASA/JPL-Caltech)

Gelesen >>>

Jerry