Am 2. Juli 2025 entdeckte der Fermi Gamma-ray Burst Monitor der NASA ein außergewöhnliches Ereignis: GRB 250702B, ein Gammastrahlenausbruch, dessen Emission etwa 25.000 Sekunden lang andauerte, also rund sieben Stunden. Ein Team von mehr als fünfzig Forschenden analysierte die Daten und veröffentlichte die Ergebnisse auf dem arXiv-Preprint-Server mit dem Fazit, dass der Ausbruch durch kein bisher bestätigtes Vorläufermodell erklärt werden kann.
Wichtigste Beobachtungen
Der Ausbruch wies mehrere extreme Eigenschaften auf:
- Eine Dauer von etwa 25.000 Sekunden, weit länger als der bisherige Rekord von rund 15.000 Sekunden.
- Ein sehr hartes Spektrum und eine hohe Spitzenenergie, wobei die Photonen im Ruhesystem 10 MeV überschritten.
- Variabilität im Subsekundenbereich in Kombination mit einer hohen abgestrahlten Gesamtenergie – Merkmale, die normalerweise mit ultrarelativistischen Jets einer kompakten, schnell rotierenden Zentralmaschine in Verbindung gebracht werden.
Warum Standardmodelle versagen
Das Forschungsteam untersuchte systematisch bekannte Vorläufer von Gammastrahlenausbrüchen und stellte fest, dass diese nicht mit den Beobachtungen übereinstimmen:
Die Erklärung durch eine Helium-Verschmelzung
Um die extreme Dauer, die spektrale Härte und die schnelle Variabilität zu erklären, schlägt das Team ein Helium-Verschmelzungsszenario vor. In diesem Modell besteht ein Doppelsternsystem aus einem stellaren Schwarzen Loch und einem Begleitstern, der sich entwickelt und ausdehnt. Während der Begleiter wächst, verschlingt er das Schwarze Loch. Das Schwarze Loch bewegt sich dann spiralförmig nach innen durch die Hülle des Begleiters, wobei es durch Reibung und Gezeitenwechselwirkungen Bahnenergie verliert, bis es den dichten Heliumkern erreicht.
Wenn das Schwarze Loch den Kern erreicht, führt der hohe Drehimpuls des Systems dazu, dass die Akkretion über eine Scheibe erfolgt und nicht durch direkten Einfall. Diese Scheibe kann starke Magnetfelder erzeugen und ultrarelativistische Jets antreiben, während viskose Prozesse starke Winde hervorrufen. Die Kombination aus Jets und einer begleitenden supernova-ähnlichen Explosion kann eine lang anhaltende, hochenergetische Gammastrahlung erzeugen, die mit den Beobachtungen von GRB 250702B übereinstimmt.
Bedeutung
Das Helium-Verschmelzungsmodell verknüpft die Entwicklung von Doppelsternsystemen, ungewöhnliche Supernovae und lang anhaltende Gammastrahlenausbrüche in einem einzigen theoretischen Rahmen. Es deutet auch auf potenzielle Verbindungen zwischen solchen Ereignissen und Gravitationswellenquellen hin, da die Dynamik kompakte Objekte beinhaltet, die intensiv mit stellaren Begleitern interagieren.
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