Wissenschaftler fanden gerade Gammastrahlen, die älter sind als die Erde

Im April gelangte eine Flut mächtiger Gammastrahlen, die sich auf halber Strecke des Universums befanden, in die Nachbarschaft der Erde.

Mit einem wunderbaren Zufall schwebte das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA in der Erdumlaufbahn und konnte den Ausbruch erfassen. Dabei wurden eine Menge wertvoller Daten von einem seltenen kosmischen Ereignis gesammelt.

Eine neue Studie veranschaulicht eine neue Analyse des Ereignisses, die Aufschluss darüber geben könnte, wie das Mittelalter des Universums ausgesehen haben könnte, und bietet weitere Einblicke darüber, wie kosmische Gammastrahlen erzeugt werden und wie sie sich verhalten.

Zunächst eine Perspektive:

Diese besonderen Gammastrahlen - einige der energiereichsten Lichtstrahlen, die jemals beobachtet wurden und aus der weitesten Entfernung - eigentlich aus einem supermassiven Schwarz im Zentrum der fernen Blazar-Galaxie namens PKS 1441 + 25. Dieses supermassive Schwarze Loch, das allen Blazaren gemeinsam ist, ist 70 Millionen Mal massiver als die Sonne. Blazare sind einige der energischsten Himmelserscheinungen, die es im bekannten Universum gibt.

Als PKS 1441 + 25 im April einen großen Aufflackern auslöste, entdeckten Astronomen des Gamma-Imaging-Cherenkov-Teleskops von Major Atmospheric oder MAGIC, basierend auf La Palma auf den Kanarischen Inseln, den Gammastrahlenausbruch aus den Fermi-Daten.

Der MAGIC-Act führte eine Analyse durch und stellte fest, dass die von PKS 1441 + 25 ausgestoßenen Gammastrahlen neun bis zehn Milliarden Mal so viel Energie wie sichtbares Licht abgaben - was überraschend war, da die Galaxie so weit weg ist. Gammastrahlen wandeln sich in Teilchen um, wenn sie mit energiearmen Licht kollidieren, so dass sie im Wesentlichen an Kraft verlieren, je weiter sie gehen. Starlight ist eine Art Licht, das Kryptonit von Gammastrahlen.

Damit die Gammastrahlen es uns so hell machen, wie sie es taten, mussten sie das enge Netz von Photonen vermeiden, die unmittelbar schwarze Löcher umgeben, sowie das extragalaktische Hintergrundlicht (EBL), das den Rest durchdringt, umgehen des Universums. (Die „EBL“ ist im Wesentlichen die Ansammlung von schwachem Licht zwischen allen Sternen und Galaxien, die jemals existiert haben.)

Nun gibt es keine wirkliche Möglichkeit für die Gammastrahlen, die EBL zu vermeiden. Und das ist auch gut so - die Autoren der Studie haben anhand von Messungen ein neues, genaueres Verständnis der Leistungsfähigkeit der EBL berechnet. In der Tat waren die Gammastrahlen, die langsam von der EBL entfernt wurden, ein Segen.

Aber wie vermeiden die Strahlen das Netz von Photonen, die ein supermassives schwarzes Loch umgeben? Dort werden wir einem anderen Team von Astronomen vorgestellt, vom Teleskop-Arraysystem Very Energetic Radiation Imaging in Arizona. Sie beobachteten seltsame Messungen, die nicht mit ihrer ursprünglichen Annahme korrelierten, dass Gammastrahlen in Bereichen erzeugt wurden, die dem Schwarzen Loch am nächsten liegen.

Stattdessen stellte das VERITAS-Team fest, dass der Emissionsbereich für diese Gammastrahlen sowie anderes Licht mit unterschiedlichen Energien alle aus einem einzigen Bereich kamen, der eigentlich fünf Lichtjahre vom Schwarzen Loch entfernt liegt - größer als der Abstand zwischen der Sonne und der nächste Stern. Wenn Materie in ein schwarzes Loch fällt, wird sie manchmal wie ein starker Strahl von den Polen der sich drehenden Scheibe des Nichts ausgestoßen. Bei PKS 1441 + 25 zeigt einer dieser Jets direkt auf die Erde. (Irgendwie unheimlich, richtig?)

Es wird vermutet, dass dieser Jet eine Rolle bei der Verlagerung des Gammastrahlen-Emissionspunkts vom Schwarzen Loch spielt, wodurch er der allgewaltigen Gravitationskraft entkommen kann und tatsächlich eine Vernichtung über das Photonennetz verhindert.

Es ist ein böses Zeug, aber was noch wichtiger ist, die neuen Daten helfen zu erklären, wie viel ältere Teile des Universums sich verhalten haben. Etwas wie PKS 1441 + 25 wurde nie wirklich näher an der Erde gefunden, und wenn man Licht untersucht, das aus so großen Entfernungen gekommen ist, kann man ein Bild von dem, was das frühe Universum war, zeichnen.

Es ist faszinierend zu sehen, was andere Astronomen aus diesen Daten ziehen können. Lassen Sie uns jetzt erst einmal das Wissen genießen, dass es in der Ferne einen Blazar gibt, der hochenergetische Strahlen auf unseren Planeten schießt.