400 Milliarden Mal so stark wie die Sonne! Der intensivste optische Ultraviolett-Flare im Universum ist aufgetreten

Mithilfe des optischen Ultraviolettteleskops Swift des Satelliten bestätigte ein internationales Team unter der Leitung der Forscher Fan Yizhong und Jin Zhiping vom Purple Mountain Observatory der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, dass der heftigste optische Ultraviolettausbruch, der bislang von Menschen registriert wurde – der Gammastrahlenausbruch GRB 220101A – eine Strahlungshelligkeit aufweist, die etwa 40 Billionen Mal so hoch ist wie die der Sonne, und stellte damit einen neuen Weltrekord auf . Am 26. Juni wurden die entsprechenden Forschungsergebnisse online in Nature Astronomy veröffentlicht.

Gammastrahlenausbrüche sind die heftigsten Sternenexplosionen im Universum. Ihre Hauptstrahlungsenergie konzentriert sich im weichen Gammastrahlenband. Daher wird die Periode der weichen Gammastrahlung auch als vorübergehende Strahlungsphase des Gammastrahlenausbruchs bezeichnet. Nach dem Ende der vorübergehenden Strahlung kann man oft eine Nachleuchtstrahlung beobachten, die etwa Wochen oder sogar Jahre anhält. Das optische Flare-Phänomen am Ende der vorübergehenden Strahlung gilt als Markierung des Beginns der Nachleuchtstrahlung. Die flüchtige optische Strahlung des Gammastrahlenausbruchs GRB 080319B hält seit langem den Weltrekord für das heftigste optische Ultraviolett-Flare-Ereignis im Universum.

Am 1. Januar 2022 entdeckte der Satellit Swift einen neuen Ausbruch, GRB 220101A, mit einem hellen optischen Nachglühen. Die Wissenschaftler ermittelten rasch, dass der Rotverschiebungswert dieses Gammastrahlenausbruchs 4,618 betrug. Dies deutet darauf hin, dass es sich bei der erfassten optischen Strahlung um rotverschobene ultraviolette Photonen handelte, die vor dem Erreichen der Erde zu etwa 99 % verloren gegangen waren. Dies bedeutet, dass ihr tatsächlicher Strahlungsfluss etwa 100-mal so hoch war wie der beobachtete Wert.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass es sich bei GRB 220101A um einen extrem heftigen optischen Ultraviolett-Flare mit einer Strahlungshelligkeit handelt, die etwa 40 Milliarden Mal höher ist als die der Sonne. Damit bricht er den Weltrekord, den GRB 080319B 14 Jahre lang hielt. Berechnungen zufolge erreicht die absolute Helligkeit von GRB 220101A -39,4. Damit ist er die einzige bislang von Menschen entdeckte optische Ultraviolettstrahlungsquelle mit einer absoluten Helligkeit von mehr als -39. Untersuchungen ihres optischen Strahlungsverhaltens zeigen auch die Vielfalt der physikalischen Ursprünge ultraheller optischer Ultraviolett-Ausbrüche.