Die neuen Daten über den im Oktober 2022 beobachteten Gammablitz "GRB 221009A" bestätigen die theoretischen Modelle, wonach diese Ausbrüche elektromagnetischer Wellen von außergewöhnlicher Intensität strukturierte und mehrschichtige Jets erzeugen, in denen Teilchen beschleunigt werden.
Die
internationale CTAO-LST-Kollaboration liefert neue Daten zu "GRB 221009A", dem hellsten jemals aufgezeichneten Gammablitz. Die Ergebnisse wurden am 23. Juli 2025 in der Zeitschrift "
The Astrophysical Journal Letters" (ApJ Letters) veröffentlicht.
Die Veröffentlichung stellt umfassende Beobachtungen vor, die 2022 mit dem Prototyp des
Large Size Telescope (LST), dem LST-1, während seiner Inbetriebnahmephase am Observatorium Roque de los Muchachos auf der
CTAO-Nord-Anlage auf der spanischen Insel La Palma durchgeführt wurden.
Die Beobachtungen zeigten einen Überschuss im Gammastrahlenfluss, was ein besseres Verständnis der rätselhaften und komplexen Natur von Gammablitzen bei sehr hohen Energien ermöglicht. Die Ergebnisse bestätigen die theoretischen Modelle, wonach diese Ausbrüche strukturierte und mehrschichtige Jets erzeugen, in denen Teilchen beschleunigt werden.
Ein extrem heller, langer Gammablitz
Gammablitze gehören zu den energiereichsten Phänomenen im Universum und setzen in wenigen Sekunden eine Energiemenge frei, die derjenigen entspricht, die die Sonne während ihrer gesamten Lebensdauer abgibt. Wie der Name schon sagt, leuchten sie intensiv während einer kurzen und schnellen Phase, die einige Sekunden bis Minuten dauert, und werden von einem Nachleuchten gefolgt, das über Stunden, ja sogar Monate hinweg abklingen kann.
Gammablitze werden anhand der Dauer des Aufleuchtens als kurz oder lang klassifiziert: Lange Gammablitze werden mit außergewöhnlich hellen Supernovae in Verbindung gebracht, während kurze Gammablitze auf Kollisionen von Neutronensternen zurückzuführen sein sollen. Trotz ihrer intensiven Helligkeit sind diese extragalaktischen Quellen bei den höchsten Energien schwer nachzuweisen, da die von ihnen emittierten Gammastrahlen über die großen Entfernungen, die sie zurücklegen, schwächer werden, und auch aufgrund ihrer transienten Natur.
Am 9. Oktober 2022 entdeckten Weltraumobservatorien, wie die NASA-Satelliten Fermi und Swift, einen extrem hellen, langen Gammablitz, der den Namen GRB 221009A erhielt. Der als "BOAT" ("
Brightest Of All Time") bezeichnete Ausbruch war so intensiv, dass er die zahlreichen beobachtenden Instrumente sättigte und Nachfolgebeobachtungen auf der ganzen Welt auslöste.
Sehr strenge Obergrenzen für den Gammastrahlenfluss bei sehr hohen Energien
Das LST-1-Teleskop begann mit der Beobachtung des Ereignisses erst 1,33 Tage nach der initialen Explosion. Die über mehr als 20 Tage nach dem Auftreten des Gammablitzes verteilten Beobachtungen des LST-1 ermöglichten es der LST-Kollaboration, einen Überschuss an Gammastrahlen zu identifizieren.
Obwohl dieser Überschuss im betreffenden Bereich nicht die für eine formale Detektion erforderliche Schwelle erreichte, ermöglichte es dem Team dennoch, sehr strenge Obergrenzen für den von der Quelle emittierten Gammastrahlenfluss bei sehr hohen Energien festzulegen. Diese Ergebnisse markieren somit einen wichtigen Schritt bei der Entwirrung konkurrierender theoretischer Modelle.
Man geht davon aus, dass Gammablitze ultraschnelle Plasmajets beinhalten, die entweder aus einem Schwarzen Loch ausgestoßen werden oder aus der Verschmelzung von Neutronensternen stammen. Der genaue Prozess der Jet-Entstehung bleibt jedoch ein großes Rätsel. Die Daten des LST-1 bestätigen die Theorie, dass der Gammablitz 221009A von einem strukturierten Jet angetrieben wurde: einem schmalen, ultraschnellen Kern, umgeben von einer Hülle aus breiterer und langsamerer Materie.
Die Gültigkeit dieser Theorie, die zuvor bereits herangezogen wurde, um eine Emission aus der Verschmelzung von Neutronensternen zu erklären, trägt dazu bei, die einfachere und in früheren Studien häufig verwendete Theorie des "Topfjet"-Modells zu widerlegen, und bietet neue Einblicke in die Mechanismus der Jet-Entstehung und die Natur der zentralen Antriebsquelle.
Quelle: CNRS IN2P3