Konzeptionelles Bild dieser Forschung: Verwendung von Gamma Ray Bursts zur Bestimmung der Entfernung im Weltraum. Bildnachweis: NAOJ
Mit sternenbrechenden Explosionen das Universum vermessen.
Ein multinationales Team von 23 Wissenschaftlern unter der Leitung von Maria Dainotti, Assistenzprofessorin am National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), hat Archivdaten zu massiven kosmischen Explosionen analysiert, die durch den Tod von Sternen verursacht wurden, und eine neue Methode zur Messung von Entfernungen in den entferntesten Bereichen entdeckt das Weltall.
Es ist schwierig, im Weltraum ein Gefühl für Tiefe zu bekommen, da es keine Orientierungspunkte gibt. Eine von Astronomen verwendete Methode ist die Suche nach „Standardkerzen“, Objekten oder Ereignissen, deren absolute Helligkeit (was Sie sehen würden, wenn Sie direkt daneben wären) durch die zugrunde liegende Physik als konstant bestimmt wird.
Dadurch ist es möglich, die Entfernung zur Standardkerze und damit zu anderen Objekten in derselben Region abzuschätzen, indem die vorhergesagte absolute Helligkeit mit der scheinbaren Helligkeit (was tatsächlich von der Erde aus gesehen wird) verglichen wird. Der Mangel an Standardkerzen, die hell genug sind, um aus mehr als 11 Milliarden Lichtjahren Entfernung gesehen zu werden, hat die Erforschung des fernen Universums behindert. Gammastrahlenausbrüche (GRBs), Strahlungsausbrüche, die durch den Untergang riesiger Sterne verursacht werden, sind sichtbar, obwohl ihre Helligkeit von den Eigenschaften der Explosion abhängt.
Das Team stellte sich der Herausforderung, diese hellen Ereignisse als Standardkerzen zu verwenden, und untersuchte Archivdaten für Beobachtungen im sichtbaren Licht von 500 GRBs, die von Weltklasse-Teleskopen wie dem Subaru-Teleskop (im Besitz und Betrieb von NAOJ), RATIR und Satelliten wie z das Neil-Gehrels-Swift-Observatorium.
Die Wissenschaftler fanden eine Klasse von 179 GRBs mit gemeinsamen Merkmalen, die wahrscheinlich durch ähnliche Ereignisse verursacht wurden, indem sie das Muster der Lichtkurve untersuchten, wie sich der GRB im Laufe der Zeit aufhellt und verdunkelt. Das Team war in der Lage, basierend auf den Eigenschaften der Lichtkurven eine einzigartige Helligkeit und Entfernung für jeden GRB zu bestimmen, die als kosmologisches Werkzeug verwendet werden könnte.
Diese Ergebnisse werden neue Einblicke in die Mechanik hinter dieser Klasse von GRBs liefern und eine neue Standardkerze für die Beobachtung des fernen Universums liefern. Hauptautor Dainotti hatte zuvor ein ähnliches Muster bei Röntgenbeobachtungen von GRBs gefunden, aber Beobachtungen mit sichtbarem Licht erwiesen sich als genauer bei der Bestimmung kosmologischer Parameter.
Referenz: „The Optical Two- and Three-dimensional Fundamental Plane Correlations for Nearly 180 Gamma-Ray Burst Afterglows with Swift/UVOT, RATIR, and the Subaru Telescope“ von MG Dainotti, S. Young, L. Li, D. Levine, KK Kalinowski, DA Kann, B. Tran, L. Zambrano-Tapia, A. Zambrano-Tapia, SB Cenko, M. Fuentes, EG Sánchez-Vázquez, SR Oates, N. Fraija, RL Becerra, AM Watson, NR Butler, JJ González, AS Kutyrev, WH Lee, JX Prochaska, E. Ramirez-Ruiz, MG Richer und S. Zola, 21. Juli 2022, Die Astrophysical Journal Supplement Series.
DOI: 10.3847/1538-4365/ac7c64