Gamma-Blitze - ZAH, Landessternwarte Königstuhl · 1. Motivation Energieausbrüche E ≈ 1052 ergs ≈ 6 ∙1054 GeV Photonen λ≈ 10-12 m Kurzen Zeit t ≈ ms –Min. Gamma-Blitze

Gamma-Blitze

Ihre Entdeckung und Entstehung

Seminar: Aktuelle Probleme der Astrophysik - SS2010

18.05.2010 | Fachbereich Physik | Gamma-Blitze aus dem Universum | Christian Schmidt 1

Gliederung

1. Motivation

2. Entdeckung

3. Erforschung

4. Entstehung

I. Klassifizierung

II. Modelle

5. Gegenwart


1. Motivation

Energieausbrüche

E ≈ 1052 ergs ≈ 6 ∙ 1054 GeV

Photonen

λ ≈ 10-12 m

Kurzen Zeit

t ≈ ms – Min.

Gamma-Blitze

Gamma-Ray-Burst (GRB)

Älteste aufgenommene

Ereignisse im Universum

Junges bekanntes Phänomen

~40 Jahren alt

Offene Fragen!


2. ENTDECKUNG


2. Entdeckung

1963

Partieller Teststopp-Vertrag

1965

Vela-Satelliten


2. Entdeckung

Vela Satellit:

6 Satelliten-Paare

~100,000.km über der Erde

Lokalisierung durch Laufzeitunterschiede

Extraterrestrische Gammastrahlung

Daten blieben bis 1973 unter Verschluss.


3. ERFORSCHUNG


3. Erforschung

Gammastrahlen werden von der Atmosphäre absorbiert.

Erforschung nur durch

Weltraumteleskope möglich

Der erste dafür Konzipierte Satellit war: COS-B (1975)

Richtungsauflösender Detektor


3. Erforschung


3. Erforschung

Compton Gamma Ray Observatory (1991)

Ergebnisse

Gammastrahlung kommt auch von außerhalb unserer Galaxie

Isotrope Verteilung!


3. Erforschung


3. Erforschung

BeppoSAX (1996) HETE-2 (2000)


Nachleuchten von GRB im

Röntgenbereich λ ≈ 10-8 bis 10-12 m

(Tage bis Wochen lang)

Positionsbestimmung von GRB

3. Erforschung


GRB090323

3. Erforschung


3. Erforschung

SWIFT (2004) Kurzlebige GRB

Noch genauere Positionsbestimmung

Genaue Spektrale Analyse

2009 wurde der weiteste entfernte GRB registriert

13,1 Milliarden Lichtjahre

Universum war da grade erst 640 Millionen Jahre alt


3. Erforschung


3. Erforschung

Fermi Gamma-ray Space Telescope (2008) Aufbau


3. Erforschung


3. Erforschung


4. ENTSTEHUNG


4.I Klassifizierung


4.I Klassifizierung


4.I Klassifizierung

Short - GRB

< 2 s

Verschmelzen zweier massiver Objekte

Schwarze Löcher

Neutronensterne

Kein Nachleuchten!

Long - GRB

>2 s

Kollabieren eines Sterns zu einen

Hypernova

(z.B. Schwarzes Loch)

Supernova

(z.B. Neutronensterne,)


4.II Modelle - Long GRB






Magnetohydrodynamik (MHD) – Plasmen in Magnetfeldern




Inverse Compton Effekt

Im Jet wird Materie auf 0.99995 c beschleunigt

Geben Energie an niederenergetische Photonen ab

z.B. Elektronen




4.II Modelle - Short GRB

Kollabierende Neutronensterne

Lässt sich auf das Feuerballmodell zurückführen


4.II Modelle

Gravitationswellen Gravitodynamik


Lösung der Einsteinschen

Feldgleichung (ART)

4.II Modelle - Simulationen


5. GEGENWART


5.Gegenwart

Auswirkungen auf Erde Studie (2005) Ergab:

Ein GRB innerhalb von 6500 Lichtjahren

Zerstörung der Ozonschicht

UV-B Strahlung der Sonne

Zerstörung der DNA um 50% erhöht

NO und NO2 in Atmosphäre(Smog)

Säureregen (10 Jahr lang)

Nach 15 Jahren Regeneration des Ozons

Allerdings Extrem abgekühlte Erde


Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!


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Gamma-Blitze - ZAH, Landessternwarte Königstuhl · 1. Motivation Energieausbrüche E ≈ 1052 ergs ≈ 6 ∙1054 GeV Photonen λ≈ 10-12 m Kurzen Zeit t ≈ ms –Min. Gamma-Blitze