WANTED – Wer hat GRB080319b gesehen?


Am 19. März 2008 um 7:12 MEZ detektierte der NASA Satellit Swift eine gewaltige Explosion, die sich vor ungefähr 7,5 Milliarden Jahre (Rotverschiebung z=0,94) ereignete. Mit erstaunen erfuhr ich, dass diese Explosion für etwa 30 Sekunden mit bloßem Auge von der Erde aus zu sehen war! Die Helligkeit in dieser kurzen Zeitspanne soll etwa zwischen 5. und 6. Magnitude betragen haben. Wir können bei dunklem Himmel astronomische Objekte bis zu 6. Magnitude mit bloßem Auge sehen. Dieses Ereignis - genannt GRB080319b - ist somit das weitentfernteste Objekt des Universums welches mit bloßem Auge zu sehen war.

Wer zu diesem Zeitpunkt das Sternbild des Bärenhüters in Nord-, Mittel- und Teilen Südamerikas als auch in einigen Ländern Asiens beobachtete, kann sich möglicherweise zu den Glücklichen zählen, die dieses Objekt mit bloßem Auge gesehen haben. Es wäre sehr interessant zu erfahren, ob sich in den nächsten Tage tatsächlich Leute melden und mitteilen, dass sie dieses Objekt beobachtet haben. In Google Sky ist dieses Objekt noch nicht katalogisiert, aber unter diesem Link ist ein Himmelsausschnitt um GRB080319b zu sehen.

Bei dieser rießigen Explosion handelt sich um einen so genannten Gammastrahlen-Ausbruch (GRB). Oft geschehen diese Gammastrahlen-Ausbrüche, wenn ein massereicher Stern am Ende seines Lebens kollabiert und es werden riesige Mengen an Energie frei, vor allem in Form von hochenergetischen Gammastrahlen. Diese Energie wird in zwei Jets entgegengesetzter Richtung gebündelt. Wenn dieses Jets auf Gaswolken in der Nähe der Explosion treffen, wird dieses Gas zum Leuchten gebracht - das Nachglühen des Gammastrahlen-Ausbruchs. Was von der Erde aus zu sehen war, war dieses Nachglühen - die Nachwehen der gewaltigen Explosion. 

Aufnahmen des Satelliten Swift vom Gammastrahlen-Ausbruch GRB 080319b: links im Röntgenlicht und rechts im optischen/UV Licht [1,2]. Der GRB ist in der Mitte des optischen/UV Bildes zu sehen.

 

Pi of the Sky - eine polnische Astronomengruppe - machte diese Aufnahme vom Nachglühen des Gammastrahlen-Ausbruch GRB 080319B [1,2,3] mit einem optischen Teleskop gelegen am Las Campanas Observatorium in Chile.

Astronomen am VLT (Very Large Teleskop) in Chile und dem Hobby-Eberly Teleskop in Texas bestimmten erfolgreich eine Rotverschiebung z=0,94 - dies entspricht einer Entfernung von der Erde von etwa 7,5 Milliarden Jahre - dieser Nachwehen. Astronomen weltweit beobachten seit seiner Entdeckung diesen GRB ausführlich und möglicherweise  erfahren wir dann bald warum dieses Explosion so gewaltig war. Mehr Information über GRB080319b - b für 2. GRB entdeckt am 19. März 2008 - finden alle Interessierten unter diesem Link [4].

Die polnische Astronomengruppe Pi of the Sky beobachtet ständig den Himmel um Daten zu sammeln über kurze, optische astronomische Phänomene wie den Gammastrahlen-Ausbrüchen.  Dieses Team konnte zeigen, dass innerhalb von 4 Minuten nach Erreichen des Helligkeitmaximums das Nachglühen des GRBs auf 11. Magnitude im Optischen abfiel. Desweiteren veröffentlichte Pi of the Sky einen kleinen Film mit Aufnahmen vor und nach dem Gammastrahlen-Ausbruchs.

Helligkeit des Nachglühen des Gammastrahlen-Ausbruchs von GRB080319b aufgetragen gegen die Zeit vor und nach der Entdeckung des GRBs durch Swift [3].

 

Bis zum nächsten Blog,

Euer Helmut Dannerbauer

 

Quellen:

[1]:NASA Press Release, 20.03.2008

[2]: NASA Image Feature, 21.03.2008 

[3]: Pressemitteilung von Pi of the Sky 

[4]: NASA Webpage mit Informationen zu GRB 080319b


22 Kommentare zu “WANTED – Wer hat GRB080319b gesehen?”

  1. Florian Antworten | Permalink

    Astronomie-Blogs und ein Blog-Karneval

    Hallo!

    Ich würde gerne eine deutsche Version des Carnival of Space organisieren. Dadurch könnten wir die Vernetzung der einzelnen deutschsprachigen Astronomie/Raumfahrt-Blogs steigern und uns auch ein bisschen besser kennenlernen (und auch unseren jeweiligen Lesern die anderen Blogs vorstellen). Details dazu findet ihr in diesem Beitrag in meinem Blog. Ich würde mich sehr freuen, wenn wir gemeinsam so eine Veranstaltunge auf die Beine stellen könnten.

    MfG Florian

  2. MarkW Antworten | Permalink

    RE: WANTED - Wer hat GRB 080319b gesehen

    Hallo,

    Ich bin ein totaler Astronomie-Laie. Am 18.3. zwischen 20:45 und 21:30 habe ich für einen kurzen Moment ein orange-gelbes extrem helles Licht am südlichen Himmel von Norddeutschland aus beobachtet.

    Heute las ich in der Zeitung von der Supernova GRB080319b. Leider passen Datum und Uhrzeit nicht zusammen.

    Ich habe aber gelesen, dass 24 Stunden lang Beobachtungen gemacht werden konnten.

    Hat meine Beobachtung etwas mit der Supernova zu tun?

  3. Uwe Reichert Antworten | Permalink

    Hallo Mark,

    ohne jetzt genau sagen zu können, was das orange-gelbe Licht gewesen war, das du gesehen hast (vielleicht der Landescheinwerfer eines Flugzeugs?): Mit dem GRB hat das gewiss nichts zu tun.

    Und das aus zwei Gründen: Erstens leuchtete GRB 080319B erst einige Stunden nach deiner Beobachtung auf. Zweitens lag die Helligkeit des optischen Nachleuchtens von GRB 080319B nahe der Sichtbarkeitsgrenze mit dem bloßem Auge. Die Astronomen sprechen hier von der "scheinbaren Helligkeit". Ein Maß dafür ist die "Größenklasse" oder "Magnitude". Aus historischen Gründen ist diese Helligkeitsskala so eingeteilt, dass die hellsten am Himmel sichtbaren Sterne der 0. Größenklasse angehören, und diejenigen, die man bei dunklem Himmel (also ohne störende Straßenlaternen etc.) gerade noch mit bloßem Auge sehen kann, der 6. Größenklasse. Der optische Lichtblitz von GRB 080319B erreichte nun für einige Sekunden eine scheinbare Helligkeit zwischen der 5. und der 6. Größenklasse. Das heißt, ein Beobachter, der sich fernab einer Großstadt befand und zufällig an diese Stelle des Himmels blickte, hätte mit viel Glück den Lichtblitz sehen können.

    Mit einem Fernglas, das auch lichtschwächere Sterne sichtbar macht, hätte man den Lichtblitz von GRB 080319B rund zwei Minuten sehen können. Ob jemandem eine solche Beobachtung gelang, ist bis jetzt noch nicht bekannt. Es ist aber anzunehmen, dass manche Amateurastronomen, die das fragliche Himmelsareal zu jener Zeit fotografiert haben, den Lichtblitz mit ihrer Kamera nachweisen konnten.

    Viele Grüße
    Uwe

  4. David Alexander Kann Antworten | Permalink

    Hach, die Fehlerchen...

    Jetzt, wo plötzlich jeder über GRBs berichtet, merkt man schnell, wie sich Fehler in den populärwissenschaftlichen Auseinandersetzungen einschleichen...

    Wie das hier z.B.:

    "Wenn dieses Jets auf Gaswolken in der Nähe der Explosion treffen, wird dieses Gas zum Leuchten gebracht - das Nachglühen des Gammastrahlen-Ausbruchs."

    Was eigentlich passiert, ist daß in Schockfronten, die beim Auftreffen des Jets auf das interstellare Medium (eben jene "Gaswolken", wobei "Galaxienatmosphäre" eine bessere Veranschaulichung ist) entstehen, Elektronen entlang von Magnetfeldern sich auf Spiralbahnen bewegen und sogenannte Synchrotronstrahlung abgeben. Das ist der Afterglow eines GRB.

    Die Supernova, die aus der Explosion des massereichen (nicht "massiven") Sterns entsteht, kommt erst Wochen später zum Vorschein - es handelt sich um zwei unterschiedliche Phänomene.

    David Alexander Kann
    Thüringer Landessternwarte Tautenburg

  5. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    Anmerkungen von Herrn Kann

    Lieber Herr Kann,

    schön, dass sich ein Wissenschaftler, dessen Arbeitsgebiet GRBs sind, sich meldet und auf Vereinfachungen bzw. Ungenauigkeiten in der populärwissenschaftlichen Literatur hinweist - sehr hilfreich.

    Das mit dem Aufleuchten der Gaswolken hatte ich vom NASA Press Release
    übernommen. Dies ist natürlich eine starke Vereinfachung von dem was wirklich passiert und was Sie auch schön erklärt hatten.

    Anstatt "massiver Stern" muss es natürlich "massereicher Stern" heissen, was auch gemeint war - wird gleich korrigiert. Die Sprache der Fachliteratur ist ja englisch, dadurch neigt man immer wieder dazu diese Begriffe einfach einzudeutschen.

    Da es sich um zwei unterschiedliche Phänomene handelt (GRB und Supernova), habe ich in meinem Artikel das Wort Supernova vermieden.

  6. Daniel Fischer Antworten | Permalink

    Was hätte sich ein Beobachter gedacht?

    Ein Sternchen erscheint, erreicht maximal 5,6 mag. und ist nach einer Minute wieder verschwunden: Ich fürchte, selbst wenn ein Beobachter tatsächlich im richtigen Moment an die richtige Stelle geschaut hätte, wäre wohl eher auf einen Reflex an einem Satelliten oder etwas anderes technisches - oder allenfalls noch auf einen Head-On-Meteor - getippt worden. Die Kunde vom "Naked-Eye GRB" machte zwar noch am selben Tag die Runde unter Amateurastronomen (während die NASA erst 1 1/2 später realisierte, was passiert war ...) - da war der Afterglow leider schon unter 20. Größe gefallen.

  7. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    GRB gesehen ohne es zu wissen

    Wer auch immer dieses Aufflackern am Himmel an der Position des GRBs gesehen hat, wäre nie im Leben darauf gekommen, dass er/sie Zeuge der Nachwehen einer Explosion im Universum war.

    Ich finde den Gedanken einfach spannend, dass es Menschen gibt, die dieses ungewöhnliche Ereignis gesehen haben. Wir in Deutschland hatten ja keine Möglichkeit dazu....:)

  8. Jan Hattenbach Antworten | Permalink

    Faszinierende Moeglichkeit, aber auch ziemlich unwahrscheinlich, denn zu diesem Zeitpunkt stand der fast volle Mond am Himmel. Keine Chance, ein 6mag helles Aufleuchten zu sehen, selbst wenn man zufaellig genau hingeguckt haette.

  9. Daniel Fischer Antworten | Permalink

    Das erste Paper ist schon fertig ...

    Nur 5(!) Tage nach der Explosion ist bereits ein (als Manuskript jedenfalls) 42 Seiten starkes Paper über den GRB eingereicht worden! Das Abstract zumindest klingt schon mal dramatisch.

  10. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    1. GRB08319b-Paper

    Ich habe das Paper heute auch auf dem Pre-Print Server astro-ph gesehen und einen kurzen Blick darauf geworfen. Die Autoren um Bloom et al. haben das Manuskript bei ApJ (Astrophysical Journal) eingereicht. Das Paper ist noch nicht zur Veröffentlichung in einem wissenschaftlichen Journal akzeptiert! Ich bin gespannt wie lange der "Referee-Prozeß" dauern wird. Im ApJ-Format schätze ich die Länge des Paper's auf 6-8 Seiten.

    Ich bin schon sehr erstaunt, dass ein erstes Manuskript so schnell fertig
    gestellt wurde. Aber die Konkurrent schläft ja nicht... Das sieht man auch daran, dass das Manuskript gleich nach Einreichung bei ApJ auf astro-ph gestellt wurde. Normalerweise warten die Wissenschaftler mit Veröffentlichungen auf dem Pre-Print Server astro-ph bis ein Referee das Manuskript geprüft und akzeptiert (o.k. zur Veröffentlich in einem wissenschaftlichen Journal) hat. Das Spektrum von dem Nachglühen von GRB080319b (mit der gemessenen Rotverschiebung von 0.94) ist nicht Teil des Artikels. In diesem Manuskript fokussieren sich die Autoren vor allem auf die Lichtkurve der Nachwehen des GRBs. Ich kann mir vorstellen, dass GRB-Experten weltweit in den nächsten Wochen und Monaten Arbeiten mit weiteren interessanten Aspekten über GRB080319b veröffentlichen werden.

  11. Marco Antworten | Permalink

    Absolute Helligkeit

    Wenn ich richtig gerechnet habe, betrug die absolute Helligkeit dieses Objekts -37 ! Zum Vergleich: unsere Sonne liegt bei +5 (wobei höhere Werte geringere Helligkeiten bedeuten). Der GRB war also 42 Größenklassen heller als die Sonne, was einem Faktor von 6*(10 hoch 16) entspricht.

  12. Andreas Müller Antworten | Permalink

    @Marco, Helligkeiten

    Vollkommen richtig, Marco. Die absolute Helligkeit betrug etwa etwa -38 Magnituden; das geht auch aus oben erwähnter Vorveröffentlichung (astro-ph/0803.3215) aus Abb.5 hervor. Dort sieht man auch, dass der GRB080319b locker die hellsten Quasare (=Materie aufsammelnde, supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren einiger Galaxien) übertrumpft, denn Quasare haben maximal -30,5 Magnituden.
    Der Unterschied ist freilich, dass GRBs relativ kurzzeitige Ereignisse sind (Afterglows enden nach einigen Stunden), während Quasare bis zu etwa zehn Millionen Jahre strahlen.

    Gruß,
    Andreas Müller
    (kosmologs - Einsteins Kosmos)

  13. Marco Antworten | Permalink

    Gefahren von GRBs

    Es wundert mich ein wenig, daß diese Apophis-Geschichte neulich so viel Staub aufgewirbelt hat, während dieser Rekord-GRB eigentlich nur in kleinen Meldungen abgehandelt wurde und mögliche Gefahren nicht diskutiert wurden. Bis in welche Entfernung hätte GRB080319b vermutlich sämtliches Leben ausgelöscht, das von den Gamma-Jets berührt wurde ?

  14. Helmut Dannerbauer Antworten | Permalink

    Re: Gefahren von GRBs

    Lieber Marco,

    leider weiss ich im Moment nicht die Antwort dazu. Ich
    werde aber versuchen etwas zu dieser Frage herauszufinden.

  15. D. A. Kann Antworten | Permalink

    Gefahr durch GRBs

    Hallo, Marco,

    das ist eine ziemlich diffizile Frage.

    Ich bin keineswegs ein Experte auf diesem Gebiet. In den letzten Jahren sind einige detaillierte Studien angefertigt worden, die mehr in die Richtung atmosphärische Chemie denn GRB-Forschung gehen. Besonders hevorgetan auf diesem Gebiet haben sich Adrian L. Melott und sein student Brian C. Thomas. Einge Veröffentlichungen:

    http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601711
    http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505472
    http://arxiv.org/abs/astro-ph/0503625

    Erst mal muß geklärt werden, was genau mit "sämtliches Leben ausgelöscht" gemeint ist. Da würde ich vier Abstufungen sehen:

    - Auslöschung der Menschheit.
    - Auslöschung allen Landlebens.
    - Auslöschung allen nicht-mikrobischen Lebens.
    - Völlige Sterilisierung des Planeten.

    Wenn man die gestellte Frage wortwörtlich nimmt und sich nur die letzte Möglichkeit ansieht, muß man bedenken, daß das Leben auf diesem Planeten extrem stark verwurzelt
    ist, insbesondere mikrobisches Leben in der Erdkruste. Wie gesagt, das hier ist nicht mein Gebiet, deshalb kann ich nur "guesstimates" geben. Aber um den Planeten komplett zu sterilisieren, denke ich, müßte sich der GRB innerhalb weniger Parsec befinden. Komplette Sterilisation kann nur erreicht werden, indem die komplette Atmosphäre des Planeten verdampft wird und er danach über Jahrhunderttausende stark auskühlt.
    Hierzu müßte der GRB ein Vielfaches der Strahlungsleistung der Sonne auf der Erdoberfläche deponieren. Da GRBs ja sehr kurze Ereignisse sind, wird vom Blitz selbst nur eine Hälfte der Erde betroffen sein. Um die Rückseite auch noch extrem zu beeinflußen, muß auch das Nachglühen über mehrere Tage hinweg die Leistung der Sonne übersteigen.

    Realistisch betrachtet würde ich aber mal sagen, daß in einem solchen Fall sowieso das Leben auf der Oberfläche schon ausgelöscht ist, weil der Vorläuferstern die Erde für Jahrhunderttausende mit extremem UV Licht beschossen hat.

    Was den ersten Fall angeht, ist die typische Zahl bei sehr hellen GRBs wie 080319B wohl mehrere hundert Parsec. Die direkt betroffene Erdseite erfährt einen Einfall extremer Gammastrahlung, der wohl für alles Landleben und Leben im Wasser bis zu einigen Metern Tiefe tödlich ist (Menschen in Gebäuden könnten es überleben). Die obere Atmosphäre wird schlagartig erhitzt und ionisiert, die Ozonschicht zerstört.
    Es entstehen extreme Stürme, die sich auf die Schattenseite ausbreiten, und große Mengen an Stickoxiden und Schwefelsäure. Es folgt sauerer Regen und ein "nuklearer Winter", vermutlich verbunden mit einer Eiszeit.

    Es gibt einige Hinweise, daß GRBs in unserer Milchsstraße nicht mehr möglich sind. Um einen GRB zu erzeugen, muß ein massereicher Stern auf der einen Seite seine äußere Wasserstaoff- und Heliumhülle abstoßen, andererseits aber durch eben jenen Sternwind nicht zu viel Drehimpuls verlieren, sonst wird das schwarze Loch zu langsam, um den
    "zentralen Motor" anzukurbeln. Sterne, die diese Bedingungen erfüllen, werden möglicherweise in der Milchstraße nicht mehr erzeugt.

    Ich hoffe, das beantwortet die Frage halbwegs. Der Grundgedanke ist, ein "klassischer" GRB in unserer Milchstraße würde zumindest zu einem Massensterben führen.

    D. A. Kann
    TLS Tautenburg

  16. Andreas Müller Antworten | Permalink

    eta Carinae - gefährlicher GRB-Kandidat?

    Ich hatte mir vor ca. drei Jahren die Frage gestellt, ob der Superstern eta Carina (am Südhimmelim Sternbild Schiff) der Erde gefährlich werden könnte. Es handelt sich dabei um einen der massereichsten Sterne in der Milchstraße (min. 100 Sonnenmassen) in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren. Dieser Stern wird sehr wahrscheinlich in einer Hypernova explodieren und sollte somit als langzeitiger GRB in Erscheinung treten. Wann weiß keiner.

    Vorausgesetzt dass der Gammastrahlenblitz die Erde trifft, könnte auf der Basis meiner groben Abschätzung der Gefährlichkeit (genauer gesagt der Äquivalentdosis) eta Carinae dem irdischen Leben auf der GRB-zugewandten Seite gefährlich werden, falls der GRB länger als etwa 100 Sekunden dauert. Die Gammastrahlung würde unmittelbar zum Tod führen. Details zur Abschätzung gibt es auf meiner Website.

    Man könnte daraus lernen, dass GRBs innerhalb der Milchstraße in moderater Entfernung "Killerkandidaten" sind.

    Verläßliche Aussagen sind schwierig, weil die Auswirkungen der hochenergetischen Strahlen auf Erde und Leben nicht so gut abzuschätzen sind. Ein GRB trifft immer nur eine Seite der Erdkugel, so dass die andere Seite generell gute Überlebenschancen hat.

    Gruß,
    Andreas
    (Einsteins Kosmos)

  17. Sergej Antworten | Permalink

    An Andreas Müller

    Korrigiert mich wenn ich falsch liege, aber besteht ein GRB nicht größtenteils aus - Gammastrahlung? Und der dürfte es doch nach 7500Lj herzlich egal sein, ob da "mal eben 12.000km Erde sind"?

  18. Andreas Müller Antworten | Permalink

    @Sergej

    Ja, die Gammastrahlung eines GRBs kann jederzeit die Erde treffen - das geschah schon häufig in der Vergangenheit.Ob diese Strahlung für irdisches Leben gefährlich ist, bestimmt die Energie der Strahlung, ihre Intensität und die Dauer der Strahlungseinwirkung.

    Berechnen kann man das mithilfe der üblichen Gesetzmäßigkeiten, wie sie auch bei der Dosimetrie (z.B. Gefährdung durch Radioaktivität) Anwendung finden. Wichtig ist die sog. Äquivalentdosis, wie in dem o.g. Link von mir erläutert wird.

    Wir müssen schließen: Ein genügend erdnaher und langer GRB kann allein durch seine tödliche Strahlung das Leben auslöschen, aber zum Glück sind die meisten massereichen Sterne weit weg von der Erde. Und zum Glück muss der relativistische Materiestrahl der GRBs mehr oder weniger genau auf die Erde zeigen, was ebenfalls nicht so häufig geschieht.

  19. max Antworten | Permalink

    das ist mir neu - dass die Erde in der Vergangenheit häufig bereits getroffen wurde. Soweit ich weiß, möglich wär es zwar schon, gibt bisher aber keinerlei Hinweise dafür. Falls du mal wieder reinschaust, wär nett, wemm du Link oder Info hinterlassen würdst, wo man was dazu erfahren kann. Wie hat man das festgestellt?

  20. Andreas Antworten | Permalink

    @Link

    Lieber Max

    Zunächst einmal belegt die Tatsache, dass wir auf der Erde einige GRBs gesehen haben, dass die Blitze die Erde getroffen haben. :)

    Eine wirklich spektakuläre Hypothese ist, dass das Aussterben der Trilobiten, einer Lebensform, die den Meeresboden bevölkert hatte, damit in Zusammenhang gebracht wird, dass ein GRB oder eine nae Supernova die Erde am Südpol getroffen haben soll, siehe

    http://arxiv.org/abs/0809.0899

    Beste Grüße,
    Andreas

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