Liegt GRB 090423 bei Rotverschiebung z=8,0?


Gestern hörte ich von einem Kollegen am MPIA, dass möglicherweise ein Gammastrahlen-Ausbruch bei Rotverschiebung z~8,0 (entspricht etwa 650 MIllionen Jahre nach dem Urknall) entdeckt wurde. Am 23. April spürte der Weltraumsatellit Swift diesen besagten Gammastrahlen-Ausbruch mit der Bezeichung GRB 090423 [1] auf. Zumindestens in den Medien hatte ich nicht von diesen Ereignis erfahren, oder hatte ich dies schlichtweg einfach versäumt? Neugierig wie ich bin googelte ich gleich nach diesem Objekt und fand in der englischen Version von Wikipedia einige Einträge zu dieser Entdeckung [2].

Was ist nun tatsächlich der aktuellen Stand der Erforschung dieses Gammastrahlen-Ausbruchs? Verschiedene photometrische und spektroskopische Nachfolgebeobachtungen deuten daraufhin, dass die Rotverschiebung dieses Objektes extrem hoch sein könnte, Schätzungen schwanken zwischen z~7,6 bis z~9,0. Diese Messungen der Rotverschiebung basieren jedoch nicht auf eindeutige, prominente Emissionslinien sondern auf der Tatsache, dass erst ab einer bestimmten Wellenlänge (1050-1120 Nanometer=nm) Kontinuum zu sehen ist. Unter der Annahme, dass es sich möglicherweise um einen Lyman-alpha Kante im Spektrum handeln könnte, deren Wellenlänge bei 121,6 nm liegt, leiten die Forscher eine solche hohe Rotverschiebung ab - siehe zu diesem Thema auch meinen Post "Anleitung zur Suche nach hochrotverschobenen Galaxien - Teil 1".

Ich bin sehr darauf gespannt zu erfahren, ob diese Rotverschiebung tatsächlich bestätigt wird. Interessanterweise gab es bisher noch keine offizielle Pressemitteilung zu diesem womöglich außergewöhnlichen Ereignisses. Nur auf der Webpage des TNG (Telescopio Nazionale  Galileio) [3] gibt es eine kurze Mitteilung darüber. Dabei wird auch eine spektrale Aufnahme gezeigt, aber leider ohne Wellenlängeneichung. Das Kontinuum ist erst ab etwa 1050 Nanometer zu sehen.

Sollte jedoch diese Rotverschiebung spektroskopisch bestätigt werden wäre GRB 090423 der neue Rotverschiebungsrekordhalter!

Spektroskopische Aufnahme von GRB 090423 mit dem 3,6 TNG Teleskop. Ab einer Wellenlänge von etwa 1050 Nanometer ist  Kontinuum schwach zu sehen [3].

 

Bis zum nächsten Blog,

Euer Helmut Dannerbauer

 

Quelle:

[1]: Offizielle Swift Webpage zu GRB 090423. 

[2]: Wikipedia-Entrag zu GRB 090423. 

[3]: Mitteilung des TNG am 24. April 2009. 


12 Kommentare zu “Liegt GRB 090423 bei Rotverschiebung z=8,0?”

  1. Leonard Burtscher Antworten | Permalink

    Wie wird man es rausfinden?

    Hallo Helmut,
    wow, das klingt ja wirklich interessant!
    Wie wird man aber überhaupt rausfinden können, ob dieses Objekt tatsächlich so weit weg ist? Ist die Host-Galaxie hell genug, um sie auch ohne GRB sehen zu können? Und wenn man die Galaxie tatsächlich bei z=8,0 verorten sollte, was kann man dann daraus lernen? Wird man z.B. die Masse des zentralen Schwarzen Loches bestimmen können?
    Viele Grüße,
    Leo

  2. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    @Leo

    es scheint so, dass die Host Galaxie nicht hell genug ist und das Nachglühen (Afterglow) wird ja auch immer schwächer. War ja am 24.4. schon K~21 mag im AB System. Um ein aussagekräftiges Spektrum zu bekommen müsste man schon einige Stunden integrieren. Mit VLT ISAAC wurde auch Spektroskopie durchgeführt, aber mir ist nicht klar wie lange integriert worden ist. Sicherlich wird es in den nächsten Tagen weitere Mitteilungen zu durchgeführten Analysen geben.

    Spektroskopische Rotverschiebung von z=8,0 wäre deshalb interessant, da es dann ein neuer Rekordhalter wäre und GRBs anfangen extrem hohe Rotverschiebungen zu dominieren (z>6). Ich denke nur mit Photometrie alleine wird es schwierig sein exakte physikalische Aussage über GRB 090423 zu treffen.

    Auf diesem http://www.bautforum.com/...-grb-redshift-9-a.html
    gibt es weitere interessante Informationen über dieses Objekt.

  3. Thomas Kruehler Antworten | Permalink

    Typischerweise bestimmt man die Rotverschiebung von GRBs mit Absorptionslinen im Afterglow spektrum. In diesem Fall wird letzteres auf Grund der oben erwaehnten geringen Helligkeit, hohen Rotverschiebung (nicht detektiert bei < 1120 nm) und daraus folgendem geringen S/N im VLT/ISAAC Spektrum wohl nicht moeglich sein.

    Bodengebundene nah-infrarot Instrumente wie ISAAC haben typischerweise eine 2-3 mag schlechtere Sensitivitaet als Instrumente im optischen Bereich.

    Photometrisch liegt die Rotverschiebung bei einem Bereich von 8.0+0.4-0.8. Dies wurde mit einem multi-channel imager (GROND) gemessen, und mit drop out Technik bestimmt.

    Bei genauer Analyse des Spektrums wird sich wohl eine in oben genannten Rotverschiebungsbereich (wahrsch. 8.1-8.2) mit Fehlern von etwa +/-0.05-0.1 oder besser herausstellen, was bei z~8 etwa 1% Unsicherheit entspricht.

    Alles in allem besteht mittlerweile wohl kein Zweifel dass es sich hierbei um die weitenfernteste Quelle handelt, und zeigt deutlich welches Potential GRBs besitzen, um das fruehe Universum zu untersuchen.

    Im Laufe dieses oder der naechsten Tage wird es ueber oben genannten GRB press releases sowohl von NASA und ESO und auch News vom Max-Planck-Institut fuer extraterrestrische Physik, das GROND betreibt, geben.

  4. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    @Thomas Kruehler

    Lieber Herr Kruehler,

    vielen Dank fuer Ihre sehr interessanten Erlaeuterungen zu dieser sehr faszinierenden Entdeckung, die sicherlich ein grosses Medienecho ausloesen wird! Ich habe mich sehr darueber gefreut, dass ein beteiligter Wissenschaftler wie Sie an diesem Projekt den Post kommentiert hat!

  5. Leonard Burtscher Antworten | Permalink

    Express-Forschung

    Lieber Herr Kruehler,

    danke für den Antwort-Kommentar! Ich bin außerdem wirklich beeindruck, mit welchem Tempo hier an den GRBs geforscht wird. Wenn man sich die Originalmeldungen anschaut, sieht man, dass etwa 4 Stunden nach der Beobachtung bereits das erste Mal von der Beobachtung berichtet worden ist, weitere drei Stunden danach gab es schon eine erste Analyse und nochmals sieben Stunden später eine detailliertere Analyse. Alle Achtung!

    Beste Grüße,
    Leonard Burtscher

  6. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    infrarotes Nachleuchten

    Um ganz genau zu sein handelt es sich um eine Aufnahme im nahen Infraroten (1-5 Mikrometer). Soweit ich weiss wurde zumindestens im J-band (bei 1.25 Mikrometer=1250 Nanometer) und im H-band (bei 1.65 Mikrometer) GRB 090423 mit dem GEMINI North Teleskop auf Hawaii beobachtet.

    Siehe Meldung dieser Beobachtung:
    http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/9209.gcn3

  7. Jan Hattenbach Antworten | Permalink

    Fragen...

    Einige Fragen an die Fachleute: 650 Millionen Jahre nach dem Urknall, gab es da schon Galaxien? D.h., lässt sich dieser extrem entfernte GRB mit dem Standartmodell "Superschweres Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie" erklären? Passt diese Beobachtung also in die gängigen Theorien zur Galaxientwicklung?

  8. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    @Fragen

    Hallo Jan,

    ja 650 Millionen Jahre nach dem Urknall gab es schon Galaxien. Die Epoche der Reionisierung des Universums - Ionisierung des neutralen Wasserstoffs (nach der Rekombination 379000 Jahre nach dem Urknall) durch die ersten Sterne und Galaxien - reicht von z~20 (~180 Mio Jahre n.d.U.) bis etwa z~6 (~1 Mrd. Jahre n.d.U).

    Der Überbleibsel des explodierten Sternes (wenn man davon ausgeht, dass eine Supernova der Auslöser des GRBs war) ist ein Schwarzes Loch, was aber nichts mit dem "Superschweren Schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie" (mehrere Millionen Sonnenmassen!) zu tun hat.

    Deshalb sind eben die GRBs so interessant. Sie bieten die Möglichkeit "neue Entfernungsrekorde" aufzustellen und damit möglicherweise die ersten Galaxien (ihre Gast-Galaxien) aufzuspüren.

  9. Rothwell Bronrowan Antworten | Permalink

    The importance - excuse my English

    Despite the many comments I've read on GRB 090423 so far, its signifigance seems to have gone essentially unnoticed to date, namely that an object at this "distance", first seen at this time:
    1) either contradicts out basic scientific/astrophysical assumptions,
    or
    2) implies that our planet lies on the farthest outskirts of the/our universe (i.e. within a billion light years of its "circumferance"),
    and/or
    3) that the earth's velocity in space is at least 220,000 km/s.

    For anyone interseted, I can offer an easy-to-understand, 2-page proof.

    Yours sincerely,
    Rothwell Bronrowan

  10. Nicolas Antworten | Permalink

    Dann befinden wir uns am Rande des Welt?

    Hallo

    Ich bin kein Astronome und bin vielleicht mit meinem Beitrag nicht ganz beim Thema. Aber ich verstehe etwas mit diesem Objekt nicht. Vielleicht kann mir jemand helfen:
    Die Strahlung dieses Objekts GRB 090423 war ca. 13 Mia LJ unterwegs. Das heisst unsere Distanz zu diesem Objekt (wo es sich zum Zeitpunkt der Ausstrahlung befand)ist ca 13 Mia LJ. Das Objekt befand sich zum Zeitpunkt der Ausstrahlung maximal 0.7 Mia Lichtjahre vom Urknallpunkt weg.
    Das Universum hat sich seit dem Zeitpunkt des Urknalls maximal mit Lichtgeschwindikeit ausgedeht. D.h. der maximale Radius im Universum ist höchstens 13.7 Mia LJ.
    D.h. wenn wir so ein junges Objekt sehen können, müssten wir uns maximal ca. 700Mio Jahre vom Rand des Universum befinden. D.h. auf der dem Objekt gegenüberliegenden Seite der Erde wären die Sterne nie weiter als 700 Mio LJ entfernt. Von so einem Phänomen habe ich bisher noch nichts gelesen.

    Was ist bei meinen Überlegungen falsch?

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