Die Gammastrahlenausbruch – Supernova Verbindung (Originalartikel vom 13.04.2018)

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)

Die Darstellung eines Künstlers einer superleuchtkräftigen Supernova und einem zugehörigem Gammastrahlen-Ausbruch, angetrieben von einem sich sehr schnell drehenden Neutronenstern. Ein neues Modell stellt die These auf, daß eine geringe Abweichung zwischen Rotations- und Magnetfeldachse des Neutronensterns sowohl die superleuchtkräftige Supernova als auch das Phänomen des Gammastrahlenausbruchs mit Energie versorgen kann. ESO

 

Eine Kernkollaps-Supernova tritt ein, wenn der Eisenkern eines massereichen Sterns unter dem Einfluß der Schwerkraft zusammenstürzt und dann zurückfedert, dabei Druckwellen und Stoßfronten erzeugt, die sich nach außen hin ausbreiten. Eine superleuchtkräftige Supernova ist eine seltene Klasse an Kernkollaps-Supernovae, deren Leuchtkraft, die der von 10 – 1.000 Milliarden Sonnen entspricht, zu hoch ist, um durch den üblichen Prozeß angetrieben zu werden, welcher Supernovae antreibt: der radioaktive Zerfall von Nickel (denn dafür ist nicht genügend Nickel vorhanden). Die Quelle der Energie ist heiß umstritten gewesen und die Debatte brachte Ideen wie Schockfronten von ausgestoßenem Material oder pulsierende Instabilitäten, die mit der umgebenden Materie in Wechselbeziehung stehen, hervor. Doch das am meisten bevorzugte Modell ist der nicht nachlassende Eintrag von Energie aus einer Quelle wie einem rotierenden, dichten Überrest: ein Neutronenstern oder ein akkretierendes Schwarzes Loch.

Langandauernde Gammastrahlenausbrüche sind solche, die ein paar Sekunden bis zu mehreren Minuten andauern, anders als die geläufigeren Gammastrahlenausbrüche, die weniger als ein paar Sekunden dauern. Langandauernde Ausbrüche stehen im Verdacht, durch die Rotationsenergie eines sich drehenden, kompakten Objekts, das von einer Supernova hinterlassen wurde, mit Energie versorgt zu werden. Superleuchtkräftige Supernova scheinen mit dieser Art von langandauernden Ausbrüchen in Verbindung zu stehen und verleihen der Vorstellung Rückhalt, daß auch sie durch einen rotierenden Überrest mit Energie versorgt werden. Matt Nicholl vom CfA hat gemeinsam mit vier Kollegen ein Modell vorgeschlagen, das superleuchtkräftige Supernovae und langandauernde Gammastrahlenausbrüche miteinander in Verbindung bringt: ein rotierender Neutronenstern, der eine geringe Abweichung zwischen seiner Rotationsachse und seiner Magnetfeldachse aufweist. Die Folge ist, daß ein beträchtlicher Teil der Rotationsenergie sowohl auf die Supernova als auch auf einen Jet von sich mit fast Lichtgeschwindigkeit bewegenden Teilchen übertragen wird, welcher den langanhaltenden Ausbruch ermöglicht. Außerdem können die Wissenschaftler die Radiostrahlung und Effekte des warmen Winds vorhersagen und einige der kurzlebigen Effekte bearbeiten, die in diesen spektakulären Ereignissen auftreten.

Literatur:
„The GRB–SLSN Connection: Misaligned Magnetars, Weak Jet Emergence, and Observational Signatures“
Ben Margalit, Brian D. Metzger, Todd A. Thompson, Matt Nicholl and Tuguldur Sukhbold
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 475, 2659, 2018

oder

arXiv1705.01103v1 [astro-ph.HE] 2 May 2017