Wissenschaftler suchen seit langem nach Möglichkeiten, Entfernungen im Universum zu messen. Eine Methode ist die Verwendung kosmischer Explosionen, die zu den stärksten Ereignissen im Kosmos gehören. Durch die Analyse der Daten dieser Explosionen können Astronomen feststellen, wie weit sie entfernt sind. Jetzt hat ein internationales Team von 23 Forschern einen neuen Weg gefunden, um Entfernungen anhand der Daten von starken kosmischen Explosionen zu messen.
Im Weltall gibt es kaum Orientierungspunkte zur Messung von Entfernung
Unter der Leitung von Maria Dainotti, Assistenzprofessorin am Nationalen Astronomischen Observatorium von Japan (NAOJ), analysierte das Team die Archivdaten dieser Explosionen und stellte fest, dass Ausbrüche von Gammastrahlung zur Messung von Entfernungen von bis zu 11 Milliarden Lichtjahren verwendet werden können.
„Da es im Weltraum keine Orientierungspunkte gibt, ist es sehr schwierig, ein Gefühl für die Tiefe zu bekommen“, schreiben die Forscher in einer Pressemitteilung. „Eine Technik, die Astronomen verwenden, ist die Suche nach „Standardkerzen“, d. h. nach Objekten oder Ereignissen, bei denen die zugrunde liegende Physik vorschreibt, dass die absolute Helligkeit (das, was Sie sehen würden, wenn Sie direkt daneben stünden) immer gleich ist. Durch den Vergleich dieser berechneten absoluten Helligkeit mit der scheinbaren Helligkeit (dem, was von der Erde aus tatsächlich beobachtet wird) ist es möglich, die Entfernung zur Standardkerze und damit auch zu anderen Objekten in derselben Gegend zu bestimmen“.
Gamma Outbursts als Standardkerzen
Allerdings gibt es nur wenige Exemplare, dieser Standardkerzen für weit entfernte Galaxien. Sie sind schlicht nicht hell genug, um ihr Licht bis zur Erde zu transportieren. Das Forscherteam hat nun aber einen Weg gefunden, Gammastrahlenausbrüche (GRBs) als Standardkerzen zu verwenden, was bei der Suche nach dem Verständnis der Entfernung des Universums helfen könnte. GRBs sind helle Strahlungsblitze, die durch den Tod massereicher Sterne entstehen und aus großer Entfernung zu sehen sind. Ihre Helligkeit hängt jedoch von den Eigenschaften der Explosion ab, sodass sie eigentlich nur schwer als Standardkerzen verwendet werden können.
Das Team analysierte dennoch die Daten von 500 GRBs, die von weltweit führenden Teleskopen beobachtet wurden, und identifizierte eine Klasse von 179 GRBs mit gemeinsamen Merkmalen. Durch die Untersuchung der Lichtkurvenmuster dieser GRBs war das Team in der Lage, eine Methode zu entwickeln, um sie als Standardkerzen zu verwenden. Diese neue Methode könnte Wissenschaftlern helfen, die Größe und das Alter des Universums besser zu verstehen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in den Astrophysical Journal Supplement Series.