Astronomen, die archivierte Beobachtungen von starken Explosionen, die als Gammastrahlenausbrüche (Gammastrahlenausbrüche oder GRBs) bezeichnet werden, untersuchen, haben Lichtmuster entdeckt, die auf die kurzlebige Existenz eines Superschwergewichts hindeuten Neutronenstern bevor es in ein schwarzes Loch kollabierte. Dieses massereiche Objekt ist wahrscheinlich durch die Kollision zweier Neutronensterne entstanden.
„Wir haben nach diesen Signalen in 700 Gammastrahlenausbrüchen gesucht, die vom Teleskop entdeckt wurden Fermi und Observatorium NASA Swift und Compton, erklärte die Forscherin Cecilia Chirenti. - Und sie entdeckten Gammastrahlung in zwei Ausbrüchen, die Anfang der 1990er Jahre vom Compton Observatory genau beobachtet wurden.
Neutronenstern entsteht, wenn dem Kern eines massereichen Sterns der Treibstoff ausgeht und er zusammenbricht. Dadurch entsteht eine Schockwelle, die den Rest des Sterns in einer Supernova-Explosion wegbläst. Neutronensterne haben in der Regel mehr Masse als unsere Sonne, obwohl sie viel kleiner sind, aber wenn sie eine bestimmte Masse überschreiten, kollabieren sie zu Schwarzen Löchern.
Daten, die vom Compton Observatory erhalten wurden, und dann Computersimulationen zeigten, dass solche superschwere Sterne haben etwa 20 % mehr Masse als die massereichste, die Astronomen genau messen konnten, und sind doppelt so groß. Kurze Gammablitze dauern normalerweise weniger als zwei Sekunden, setzen aber eine Energie frei, die mit der Energie vergleichbar ist, die von allen Sternen in unserer Galaxie in etwa einem Jahr freigesetzt wird. Sie können in einer Entfernung von mehr als einer Milliarde Lichtjahren nachgewiesen werden. Auch die Verschmelzung von Neutronensternen erzeugt Gravitationswellen.
Computersimulationen zeigen, dass Gravitationswellen während einer Verschmelzung einen plötzlichen Frequenzsprung von über 1000 Hz zeigen. Die Signale sind schnell und schwach genug, um von Gravitationswellen-Observatorien erkannt zu werden. Aber Chirenti und ihr Team stellten die Hypothese auf, dass ähnliche Signale in der Gammastrahlenemission in einem wirbelnden Materiewirbel erscheinen könnten, wenn zwei Neutronensterne verschmelzen.
Fermi und Swift haben so etwas nicht entdeckt, aber das Instrument des Compton Observatory hat 1991 und 1993 gerade etwas entdeckt, das wie zwei solcher Gammastrahlenausbrüche aussah. Die größere Fläche des BATSE-Instruments (Burst And Transient Source Experiment) verschaffte ihm einen Vorteil bei der Erkennung des Flackerns, das auf die Anwesenheit von Meganeutronensternen hinwies, und lieferte damit den ersten überzeugenden Beweis dafür, dass Gammastrahlenausbrüche weit jenseits unserer Galaxie auftreten . Und im Jahr 2000 verließ das Compton-Gammastrahlen-Observatorium die Umlaufbahn und wurde beim Eintritt in die Erdatmosphäre zerstört.
„Diese Ergebnisse sind sehr wichtig, da sie eine Grundlage für zukünftige Messungen an supermassiven Neutronensternen durch Gravitationswellen-Observatorien schaffen“, glauben die Wissenschaftler. Gravitationswellenempfindliche Detektoren werden irgendwann vor den 2030er Jahren auf den Markt kommen, und bis dahin werden Computersimulationen und Gammastrahlenbeobachtungen die einzigen verfügbaren Werkzeuge zur Untersuchung der Aktivität supermassereicher Neutronensterne sein.
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