Gammablitze Referat - Welche Unterthemen soll ich noch nehmen?

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Hallo, derklugi!

Die Gliederung erscheint mir in Ordnung. Wichtig erscheint mir, dass bei "Was sind Gammablitze" die Definition nicht allzu lange gerät, sonst nimmst Du unter Umständen andere Teile schon vorweg.

Den Teil "Entdeckung" würde ich auf die Geschichte des eben "Entdeckens" konzentrieren und nicht auf die Methoden (die kommen dann später).

Hier lässt sich gleich am Beginn des Referats die interessante Story einbauen, dass diese Erscheinungen von Überwachungssatelliten des US-Militärs entdeckt wurden, die die Einhaltung einer Vereinbarung über das Verbot von Atomtests überprüfen sollten.

Ist ja ein spannender Aufhänger für ein Referat. 1967 war noch der volle Gegensatz der Supermächte USA und Sowjetunion vorhanden, eine Detektion einer vermeintlichen Atomexplosion war da sicher eine ausgesprochen alarmierende Sache. Material darüber lässt sich sicher finden.

Sonst:

Bei allen Angaben der freiwerdenden Energien sind Vergleiche sinnvoll. Damit meine ich zum Beispiel, dass 10 hoch 45 Joule als Angabe einen Laien absolut nicht beeindruckt, einen Physiker aber blass werden lässt ...

Wenn Du "Energie Größenordnungen" googelst, findest Du sehr brauchbare Seiten mit diversen Vergleichen, Beispielen.

Beim Thema "Potentielle Gefahren" besteht vielleicht die Gefahr, dass dies etwas zu lange wird, da dies ja eine spannende Angelegenheit ist. Halte Dich da an die Faktenlage und vermeide bitte reißerisch aufgemachte Seiten.

Du kannst eventuell zum Abschluss dieses Unterbereiches anmerken, dass unser Sonnensystem sich in einer relativ ruhigen Randlage des Milchstraßensystems befindet. Wenig gefährliche Nachbarn sind rar gesät. Ausschließen kann man hundertprozentig aber gar nix ... :-)

Achte darauf, dass das Referat nicht zu lange wird. Trage laaangsam vor ... und pass auch auf, dass Du nur Begriffe verwendest, die Du zumindest knapp erklären kannnst ...

Beginnen könntest Du ungefähr so:

Sonntag, 2. Juli 1967, 14 Uhr 19 UTC: Irgendwo in einer Leitstelle des US-Militärs kommt eine alarmierende Meldung des Vela-Satelliten-Systems rein. Ein Aufblitzen von Gammastrahlung wurde detektiert.

Haben da die Sowjets einen (vertragswidrigen) Atomtest im Weltraum durchgeführt?

Irgendwie, irgendwo scheinen diese Daten allerdings nicht so gut zu einer Kernwaffenexplosion zu passen. Diese mysteriöse Angelegenheit wird zur Untersuchung dem renommierten Los Alamos National Laboratory vorgelegt. Bis 1973 bleibt wird die Sache geheim gehalten.

Im Juni dieses Jahres erscheint im Astrophysical Journal die erste Abhandlung zum Thema:

"Observations of Gamma-Ray Bursts of Cosmic Origin" ...


derastronom  22.11.2014, 12:56

Danke für das Sternchen!

Bei "Wenig gefährliche Nachbarn sind rar gesät" bitte das "Wenig" wegdenken ... :-)

LG

derklugi 
Beitragsersteller
 22.11.2014, 13:00

Vielen Dank für die Antwort ! Ich habe die Idee gehabt, dass ich das per Powerpointpräsentation vorstelle, da ich dann viele Diagramme einbauen kann, z.B die vom Compton Gamma Ray Observatory.

Das Problem was ich aber habe ist folgendes, ich weiß nicht, wie ich an die Sache rangehen soll. Ok, der Einstieg in das Thema ist ja nicht das Problem. Aber wenn ich auf die Entstehung eingehen will, dann muss ich ja schwarze Löcher, Supernovae, Neutronensterne, Hypernovae und all diese Sachen nochmal erklären, weil sie ja sowieso niemand kennt. Und ich verstehe die Entstehung der Gammablitze auch nicht 100% ig. Ich weiß, dass lange Gammablitze bei Hypernovae entstehen, sobald dann ein schwarzes Loch entsteht. Aber warum ? Ich weiß, dass kurze dann entstehen, wenn zwei Neutronensterne miteinander kollidieren, aber auch hier gilt. Warum ? Ich habe wirklich Angst, dass ich da mit gefährlichem Halbwissen vortrage. Das Problem ist eben, dass es schwer ist gute Quellen zu finden. Die guten sind auf Englisch, aber mein Sprachniveau ist leider nicht so hoch und die meisten deutschen Seiten sind zu kompliziert oder nur irgendwelche Artikel, die von Leuten geschrieben worden sind, die selber keine Ahnung davon haben.

Ich habe noch soviele Fragen, z.B warum BeppoSAX die Entfernung der Gammablitze mithilfe der Rotverschiebung berechnen konnte oder was dieses und jenes Diagramm eigentlich aussagt, wie eigentlich so ein Gammablitz genau entsteht. Ich habe noch bis Dienstag Zeit, also geht das noch.

In Dokus wird immer gesagt, dass es so ist, aber niemand beantwortet mir das "Warum?"

derklugi 
Beitragsersteller
 22.11.2014, 13:24
@derklugi

ich habe mir gerade überlegt, ob ich die PP-Präsentation nicht doch sein lasse und es so vortrage, das ist glaube ich etwas leichter für mich.

derastronom  22.11.2014, 13:38
@derklugi

Ich schreibe Dir noch heute was dazu, muss nur momentan weg ... :-)

LG

derastronom  22.11.2014, 17:03
@derklugi

Also, vorweg mal ein dickes Lob für Deine Ambitioniertheit! Gut so, bravo.

Nur, Du solltest bitte Dir eines vor Augen und Gemüt halten: Du bereitest ein Referat für die zehnte Schulstufe vor. Dieses dient deinem Lehrer zur Beurteilung Deiner Leistungen, und Deiner Klasse dient es (didaktisch-pädagogische Nebenwirkung) dazu, etwas über Astrophysik zu lernen.

Keine Panik bitte: Drei bis vier Sätze einer einfach zu haltenden Definition reichen bei den Begriffen, die Du erwähntest, allemal als Erklärung aus!

Wenn da übertrieben "wichtige" Fragen auftreten, kannst Du das locker abwürgen, indem Du erklärst, dass dies im Rahmen einer solchen Sache momentan den Themenbereich überfordert. Vielleicht auch noch einräumen, dass Du dies gerne nachreichst.

Das Thema deines Referates ist das, was es ist. Nicht "Einführung in Aspekte hochenergetischer Erscheinungen der Astrophysik". So etwas überschreitet gleich mal eine eh schon gewichtige Dissertation zu einem isolierten Thema massiv.

Ob Powerpoint oder sonst was ...

Powerpoint sollte, falls Du es verwendest, ganz übersichtlich bleiben. Paar Überschriften untereinander. Bitte ja nicht zu lange Erklärungen oder gar Formeln. Bleibe bitte prägnant. Ganz wichtig: klare Gestaltung ohne grafische Spielereien.

Du brauchst kaum Tabellen oder so. Sprich einfach über das Thema. Doppelt-logarithmische-Darstellungen in tabellarischer Form könnten Dein "Publikum" überfordern. :-)

Beschränke Dich ggf. auf eine Abbildung einer Hypernova mit Jets und vielleicht noch dieses Schema mit der Verteilung der Bursts. Das wäre es schon.

Die Art und Weise Deiner Sprache allein schon macht deutlich, dass Du unbedingt Abitur und Studium machen solltest ...

Alles Gute, wenn es Fragen geben sollte: Ich bin sehr gerne (Ute wohl auch ... UUUUUte!!!) verfügbar!

Ganz liebe Grüße!

Ach ja. Das Maß der Rotverschiebung ist eine (im Kern) Entfernungsangabe.

uteausmuenchen  23.11.2014, 01:49
@derklugi

derklugi,

natürlich stehe ich für Fragen auch zur Verfügung, ist doch klar. Ich bin morgen aber wohl erst abends am PC.

Ich denke aber, dass Du Dir zu viele Sorgen machst. Du machst das großartig. Niemand wird von Dir erwarten, Dich für ein Referat mit der gesamten Grundlagenforschung auseinander zusetzen oder wirklich alle Fragen beantworten zu können.

Es reicht, wenn Du in dem Referat sagst, welche verschiedenen Arten von Gammablitzen beobachtet werden, wie sie sich unterscheiden (z.B. die Dauer nennen) und welche möglichen Entstehungsszenarien diskutiert werden.

Es ist ja keineswegs so, dass die Modelle da in trockenen Tüchern sind, das ist alles Gegenstand aktueller Forschung. Genau deshalb findet man auch noch recht wenig einfache Literatur dazu.

Wie kommt man darauf, ein bestimmtes Sznario könnte eine bestimmte Art von Gammablitz erklären?

Durch Modellrechnungen. Durch trockene Computersimulation rechnet man aus, welche Strahlungsverteilung über die Wellenlängen und über die Zeit man kriegt, wenn das passiert, was man sich vorstellt. Also zum Beispiel berechnet man, welche Strahlungsverteilung rauskommt, wenn 2 Neutronensterne kollidieren. Und diese Berechnungen führt man durch für verschiedene Ausgangsmassen der beteiligten Neutronensterne.

Und das, was der Computer aus dem Modell dann an Strahlungsverteilung ausspuckt, wird mit der Beobachtung des GRB verglichen. Passen berechnete Ergebnisse und Beobachtung zusammen, dann ist das Modell eine mögliche Erklärung der Beobachtung. Im Falle der Neutronensterne passen die berechneten Verteilungen eben zu den beobachteten kurzen GRBs.

Genau deshalb werden bei einigen Arten von GRB auch noch verschiedene Modelle diskutiert: Da passen bei mehreren Szenarios die berechneten Ergebnisse zu den bisherigen Beobachtungen. Um zu entscheiden, welches das beste Modell ist, braucht man noch genauere Beobachtungsdaten.

Solche Modellrechnungen am Computer und ihr Abgleich mit den Beobachtungsdaten sind sehr oft Grundlage unserer Erklärungen für astronomische Beobachtungen. Von daher ist das immer eine gute Antwort auf die Frage nach dem "Warum?": Weil dieses Modell mit den Beobachtungsdaten gut übereinstimmt, die Beobachtungen also gut erklärt.

Und die Entfernung der Gammablitze bestimmt man aus der Rotverschiebung über das Hubble-Gesetz.

Das wiederum fand Hubble, weil man Entfernungen auch anders bestimmen kann; zum Beispiel über Supernova-Explosionen vom Typ SN 1. Die sind alle immer ungefähr gleich hell. Aus der Helligkeit, die sie von uns aus gesehen haben, kann man deshalb berechnen, wie weit weg sie sich ereignen.

Hubble verglich also die von ihm gemessenen Rotverschiebungen mit den damals bekannten Entfernungen und stellte fest, dass die Rotverschiebung in charakteristischer Weise mit der Entfernung zunimmt. - Eben das von ihm entdeckte Hubble Gesetz.

http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/weltall#Hubble-Gesetz

Wenn Du was brauchst, kannst Du mich gerne fragen, auch gerne per PN. Nur bin ich morgen vermutlich halt erst abends hier.

Grüße

uteausmuenchen  23.11.2014, 02:03
@uteausmuenchen

Wegen den Computersimulationen:

Hier

http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2014/nachgluehen-eines-gammablitzes/

kann man zum Beispiel nachvollziehen, wie solche Erklärungen zustande kommen.

(Also bitte nicht falsch verstehen, solche Details wie im Artikel brauchst Du nicht für Dein Referat. Es geht mir nur darum, Dir zu zeigen, was so als "Warum" gilt.)

In dem Artikel ist beschrieben, dass Physiker ihre theoretischen Modellrechnungen für den Kollaps eines Sterns zum Schwarzen Loch mit tatsächlichen Beobachtungen von GRBs verglichen haben. Und heraus kam, dass die Modelle in einer ganz bestimmten Weise noch nicht gepasst haben:

"Die beiden Astronomen und ihr Team haben sich dabei insbesondere für die Polarisation – also die Schwingungsrichtung – der Strahlung interessiert, da sie Informationen über die Magnetfelder in den Jets enthält. „Die theoretischen Modelle sagen eine starke lineare und eine schwache zirkulare Polarisation voraus“, so Fynbo und Hjorth, „aber wir haben eine zehntausendmal stärkere zirkulare Polarisation gefunden als erwartet.“ Die Modelle für die Magnetfelder in den Jets müssten also überdacht werden – „und daraus können wir neue Einsichten über das Verhalten von Materie unter extremen Bedingungen gewinnen.“"

Das heißt also, die Theoretiker werden noch einmal ran müssen und dieselben Modellrechnungen mit anderen Annahmen für die Magnetfelder berechnen - und dann wieder mit den Beobachtungen vergleichen.

Und das Ganze so lange, bis alle, wirklich alle Beobachtungsdaten gut erklärbar sind. So entstehen naturwissenschaftliche Erklärungen: Durch exakte (mathematisch berechnete) Vorhersagen und Vergleich dieser berechneten Vorhersagen mit der Beobachtung.

Und wenn Du auf Wiki (oder sonst wo) eben liest

"Für die Entstehung kurzer Gammablitze werden drei Szenarien diskutiert:

  • Die Verschmelzung von zwei Neutronensternen in einem Doppelsternsystem durch Kollision

  • Die Verschmelzung eines Neutronensterns und eines Schwarzen Lochs in einem Doppelsternsystem durch Kollision

  • Der Kollaps eines Weißen Zwerges (thermonukleare Supernova, Typ Ia), wenn durch Akkretion die maximale Masse überschritten wird"

Dann existieren für alle genannten Modelle noch solche Berechnungen, die zu den Beobachtungen passen. Dann kann man heute eben noch nicht entscheiden,welches dieser Modelle richtig ist. Vielleicht sind sogar alle oder zumindest mehrere tatsächlich möglich. Auch das ist dann noch nicht sicher.

Da braucht man dann weitere Beobachtungsdaten.

Macht diese Beschreibung das Vorgehen, das hinter den Aussagen steht, etwas klarer?

Grüße

derklugi 
Beitragsersteller
 23.11.2014, 11:16
@uteausmuenchen

Wow, vielen Dank. Es macht mich echt froh zu wissen, dass es Leute wie euch gibt, die sich Zeit für jemanden nehmen, obwohl sie es eigentlich garnicht müssen und dann noch so gut helfen. Das was du mir jetzt beigebracht hast, das habe ich in 20 Seiten nicht gelesen, danke ! Jetzt wird mir einiges viel klarer. Das Gleiche gilt auch für derastronom

Ich habe gestern die Powerpointpräsentation fertig gemacht und mein Aufbau ist in dieser Reihenfolge: Was sind Gammablitze, Entdeckung, Forschung, Mögliche Entstehung, Gefahren

Über die Entstehung von Gammablitzen weiß ich jetzt Folgendes:

Lange Gammablitze Ein extrem massereicher Stern verliert seinen Brennstoff, sodass eine Hypernova (Eine spezielle Form der Supernova, die nur bei sehr massereichen Sternen entsteht, ca. 20x massereicher als unsere Sonne) entsteht.. Es bildet sich ein schwarzes Loch im Zentrum des Sterns, ein Objekt mit unendlich dichter Materie und unvorstellbar starker Gravitationskraft (Anziehungskraft zwischen zwei Massen) und saugt die Sternenmaterie auf. Das hat zur Folge, dass das schwarze Loch enorm viel Energie in Form von zwei gebündelten Strahlen (sog. Jets) senkrecht zur Scheibe in zwei Richtungen freisetzt (Gammablitze), welche zunächst einmal die Sternenoberfläche mit Lichtgeschwindigkeit durchdringen und dann in den Kosmos schießen. Lange Gammablitze können länger als 3 Sekunden andauern. Der längste je beobachtete Gammablitz dauerte ganze 30 Minuten.

Kurze Gammablitze: Zwei tote Überreste eines Sterns (sog. Neutronensterne), bestehend aus einer Materie mit einer enorm hohen Dichte und ein Neutronenstern ungefähr so groß wie Frankfurt, umkreisen sich bei einem Durchmesser von rund 10 km und verlieren nach einer Zeit Energie, sodass sie sich nähern und irgendwann miteinander kollidieren. Dadurch bildet sich ein unvorstellbar dichter Überrest, der sich im Zentrum sammelt, umgeben von sehr heißer Materie. Der Überrest wird zum schwarzen Loch und saugt die Materie ein. Was jetzt passiert ist vergleichbar mit der Entstehung eines langen Gammablitzes. Kurzzeitig sind diese Gammablitze, weil sie bei ihrer Freisetzung keine Sternenoberfläche durchdringen müssen und somit viel schneller sind, als lange Gammablitze. Außerdem sind sie 100 mal energieärmer als lange Gammablitze und strahlen deshalb meistens weniger als 2 Sekunden, bis hin zu wenigen Millisekunden, weshalb sie so schwer zu erforschen sind.

Reicht das für die Entstehung ? Soll ich die anderen möglichen Szenarien aus Wikipedia noch erwähnen ?

Die Verschmelzung eines Neutronensterns und eines Schwarzen Lochs in einem Doppelsternsystem durch Kollision Der Kollaps eines Weißen Zwerges (thermonukleare Supernova, Typ Ia), wenn durch Akkretion die maximale Masse überschritten wird"

Eine Sache verstehe ich auch noch nicht ganz. Wie kann man herausfinden, dass zeitgleich zu einem Gammablitz eine Supernova stattfindet ? Wie kann man die Lichtkurven einer Supernova im Diagramm von denen eines Gammablitzes unterscheiden ?

Eine Frage zu den Lichtkurven: http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/cgro/images/cgro/batse_3grbs.gif

Wenn Gammablitze kurze Energieausstöße sind, wieso bleibt dann die Anzahl der Photonen, die pro Sekunde detektiert werden beim Diagramm in der Mitte nicht konstant ? Die beiden Äußeren erscheinen mir am logischsten, aber das in der Mitte verwirrt mich etwas. Sieht es so aus, wenn Zeitgleich eine Supernova entsteht oder rede ich jetzt komplett wirres Zeug ?

Vielen Dank für deine Mühe und ich danke ebenfalls derastronom (den Astronomen :-) ) für die Mühe.

uteausmuenchen  23.11.2014, 21:15
@derklugi

Hallo,

Die Beschreibungen der Supernova-Explosion und des Schwarzen Loches würde ich an Deiner Stelle noch etwas ändern, das passt so noch nicht ganz.

Deshalb kurz für Dein Verständnis: Supernova:

Ein Stern fusioniert in seinem Inneren leichte Kerne zu schwereren. Dabei wird Energie frei. Die frei werdende Energie will nach außen. Das erzeugt über Hitze und Strahlungsdruck einen Druck nach außen, während das Eigengewicht des Sternes nach innen drückt. So lange der Stern ordentlich fusioniert, ist er im Gleichgewicht, auch über Milliarden Jahre.

(Sehr massereiche Sterne können nach der Fusionierung von Wasserstoff zu Helium auch noch das Helium zu Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff fusionieren. Und daraus u.U. noch schwerere Elemente. Das braucht uns aber hierfür gar nicht im Detail zu interessieren. Irgendwann sind auch hier die Vorräte erschöpft. Darum geht’s)

Irgendwann sind die Vorräte an leichten Kernen aber aufgebraucht. Dann bricht der der Schwerkraft entgegenstehende Druck von innen recht plötzlich weg. Die Schwerkraft ist aber immer noch da.

Deswegen kommt es jetzt zur Supernova: Der Kernbereich des Sternes bricht wirklich schlagartig unter dem gigantischen Kräften von außen zusammen. Im Innern wird der Druck so hoch, dass gesamte Materie so dicht gepackt wird, wie das sonst nur im Atomkern der Fall ist. (Normale Atome haben ja eine Elektronenhülle, sind also größtenteils leer). Elektronen und Protonen verschmelzen zu Neutronen.

Wie es mit diesem Kernbereich jetzt weitergeht, hängt von der vorhandenen Masse und damit der Schwerkraft ab: Halten die sich aus quantenmechanischen Regeln ergebenden Kernkräfte der Schwerkraft stand, bildet sich ein Neutronenstern. Im Neutronenstern ist das Material so dicht gepackt wie ein Atomkern, aber zig Kilometer groß.

Ist der Stern zu schwer, dann können die quantenmechanischen Kernkräfte den Kollaps nicht aufhalten und es bildet sich ein schwarzes Loch.

In jedem Fall erzeugt der Kollaps des inneren Bereiches zu den äußeren Bereichen des Sternes hin eine Stoßwelle. Diese Stoßwelle haut die äußeren Schichten des Sternes ins All weg.

Sowohl der resultierende Neutronenstern als auch ein resultierendes Schwarzes Loch haben also weniger Masse als der ursprüngliche Stern – weil eben die Außenhüllen des Sterns bei der Supernova Explosion abgestoßen werden.

Ich schreibe das, weil ein paar Deiner Formulierungen so nicht ganz richtig sind, nämlich:

Es bildet sich ein schwarzes Loch im Zentrum des Sterns, ein Objekt mit unendlich dichter Materie und unvorstellbar starker Gravitationskraft (Anziehungskraft zwischen zwei Massen) und saugt die Sternenmaterie auf.

Lass es bei der Formulierung

„Es bildet sich ein schwarzes Loch im Zentrum des Sterns. Ein Schwarzes Loch ist kein Loch, sondern ein so dichtes, massereiches Objekt, dass seine Anziehungskraft so hoch ist, dass nichts, nicht einmal Licht entweichen kann.“

Denn nicht richtig ist eben, dass das Schwarze Loch wie eine Art Staubsauger die restliche Sternmaterie aufsaugt. Lass das weg. Das SL besteht nur aus der Masse, die ursprünglich im Innern des Sterns war, hat also weniger Masse und damit geringere Anziehungskraft als der ursprüngliche Stern. Es ist aber wesentlich kompakter. Deshalb hat es so krasse Effekte auf die Raumzeit. Ein SL mit der Masse der Sonne wäre gerade mal so groß wie eine Orange. Aber eben so schwer wie die Sonne. Ersetzt Du aber die Sonne durch ein SL mit Sonnenmasse, dann wird die Erde nicht aufgesaugt; sie bleibt auf derselben Umlaufbahn.

So viel zum Verständnis ganz allgemein, jetzt gleich zu Deinen Fragen konkret.

derklugi 
Beitragsersteller
 23.11.2014, 22:08
@uteausmuenchen

Vielen Dank für die Antwort ! Aber ist das mit der Entstehung des Gamamblitzes trotzdem richtig, oder auch falsch ? Und eine Frage, wie kommt es eigentlich dazu, dass zwei Neutronensterne sich umkreisen, wenn nur eines entsteht ? Das verwirrt mich jetzt etwas. Wann verschmelzen schwarze Löcher mit Neutronensternen und was ich auch irgendwo gelesen habe, das zwei schwarze Löcher miteinander kollidieren können und dadurch auch ein Gammablitz entstehen kann, stimmt das ? Ich wäre wirklich sehr dankbar, wenn du mir das erklären könntest. Danke

uteausmuenchen  23.11.2014, 22:30
@derklugi

Ich würde zur Entstehung noch kurz allgemeines sagen.

z.B.

Wegen der zum Teil extrem kurzen Dauer dieser Gammablitze von weniger als einer Sekunde, muss das Ereignis, das sie verursacht recht kompakt sein. (Ist ein Gammablitz zum Beispiel 0,2 Sekunden lang, so kann das verursachende Gebiet maximal 0,2 Lichtsekunden groß sein, was viel weniger ist als die Entfernung bis zum Mond.)

Außerdem sind Gammablitze extrem energiereich. Ein GRB kann in Sekunden mehr Energie freisetzen als die Sonne in 100.000 Jahren abstrahlt.

Wenn man durchrechnet, wie viel Energie von einem GRB bei uns ankommt, dann stellt man fest, dass keine Objekte bekannt sind, die so viel Energie erzeugen können, wenn man annimmt, dass ein GRB in alle Richtungen gleich viel Energie freisetzt. Deswegen geht man davon aus, dass bei GRB nur in zwei engen, entgegengesetzten Bereichen Strahlung ausgesendet wird. Ein wenig so wie bei einem Leuchtturm.

Das reduziert die insgesamt abgestrahlte Energie und man findet mögliche Ereignisse, die aus sehr eng begrenzten Raunbereichen vergleichbare Energiemengen kurzzeitig abstrahlen können: Supernova Explosionen, auch spezielle Formen, sogenannte Hypernovae, oder auch verschmelzende Neutronensterne.

(Und dann jetzt – leicht verändert – das, was Du geschrieben hattest)

Lange Gammablitze:

Lange Gammablitze mit mehr als 2 Sekunden Dauer machen mit etwa 70% den größeren Anteil der beobachteten GRB aus. Fast alle gut untersuchten langen GRB lagen in Galaxien mit hoher Sternbildungsrate. In sehr vielen Fällen hat man gleichzeitig auch charakteristische Supernovastrahlung gemessen. Beides sind Hinweise darauf, dass diese längeren GRB mit dem Tod extrem massereicher Sterne in Verbindung stehen.

Am Ende seines Lebens hat der massereiche Stern seinen Brennstoff verbraucht und kann dem Druck der Schwerkraft nicht mehr standhalten. Ist der Stern ca. 20x massereicher als unsere Sonne, führt dies zu einer Hypernova (Eine spezielle Form der Supernova). Es entsteht dabei ein schnell rotierendes Schwarzes Loch an der Stelle des ursprünglichen Sternes. Ein Schwarzes Loch ist kein Loch, sondern ein so dichtes, massereiches Objekt, dass seine Anziehungskraft so hoch ist, dass nichts, nicht einmal Licht entweichen kann. Die dabei frei werdende Energie wird vom schwarzen Loch in Form von zwei gebündelten Strahlen (sog. Jets) senkrecht zur Scheibe in zwei Richtungen freisetzt (Gammablitze)

Kurze Gammablitze:

Ereignisse mit weniger als 2 Sekunden Dauer – manchmal sogar nur wenigen Millisekunden – bezeichnet man als kurze Gammablitze. Sie machen nur ein knappes Drittel der beobachteten Gammablitze aus, weshalb man immer noch recht wenig über sie weiß. Die kurzen Gammablitze, die man eindeutig einer Region zuordnen konnte, stammten aber im Gegensatz zu den langen Gammablitzen aus Regionen mit wenig oder gar keiner Sternentstehung. Auch treten sie nie gemeinsam mit einer Supernova auf. Man geht deshalb davon aus, dass sie durch einen anderen Mechanismus erzeugt werden und sie nicht mit dem Kollaps eines massereichen Sternes in Verbindung stehen.

Die gängigste Hypothese zu ihrer Entstehung ist, dass sie durch den Zusammenstoß zweier kompakter, massereicher Objekte verursacht werden, zum Beispiel zweier Neutronensterne oder eines Neutronensterns mit einem Schwarzen Loch.

Ein Neutronenstern ist ebenfalls ein Überrest eines massereichen Sternes. Im Neutronenstern ist das Material so dicht gepackt wie ein Atomkern. Dieser „Atomkern“ ist aber etwa so groß wie eine ganze Stadt. Kilometer groß.

Bilden solche ultrakompakten Körper ein Doppelsternsystem, so strahlen sie bei ihrer Bahnbewegung gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie Gravitationswellen ab und verlieren Bahnenergie. Dadurch nähern sie sich im Verlauf von einigen Millionen bis zu mehreren Milliarden Jahren einander an und kollidieren schließlich miteinander, was kurzzeitig die enorme Energie freisetzt, die wir dann als Gammablitz beobachten.

derklugi 
Beitragsersteller
 23.11.2014, 22:37
@uteausmuenchen

Vielen Dank ! Wenn man einen zweiten Stern vergeben könnte, würde ichs machen. Tut mir wirklich Leid, dass ich dich so lange mit dem Thema aufhalte.

uteausmuenchen  23.11.2014, 22:46
@derklugi

Sorry, bin kurz aufgehalten worden...

Und eine Frage, wie kommt es eigentlich dazu, dass zwei Neutronensterne sich umkreisen, wenn nur eines entsteht ?

Das liegt daran, dass sehr viele Sterne als Doppel- oder sogar Mehrfachsysteme existieren. Doppelsternsysteme sind einfach sehr häufige Objekte im Kosmos. Und wenn sich die beiden Komponenten zum Neutronenstern entwickelt haben, dann kann es auch zu den beschriebenen Kollisionen kommen.

Wie kann man herausfinden, dass zeitgleich zu einem Gammablitz eine Supernova stattfindet ? Wie kann man die Lichtkurven einer Supernova im Diagramm von denen eines Gammablitzes unterscheiden ?

Ein Gammablitz findet - wie der Name schon sagt - im Wellenlängenbereich der Gammastrahlen statt. Eine Supernova hat aber eine charakteristische Lichtkurve über alle möglichen Wellenlängen, also zum Beispiel auch im optischen Wellenlängenbereich. Bei nahen SN misst man außertdem einen typischen Anstieg von Neutrinos.

wieso bleibt dann die Anzahl der Photonen, die pro Sekunde detektiert werden beim Diagramm in der Mitte nicht konstant ?

Bin ich im Moment jetzt auch konkret überfragt, welche Modelle man hier zugrunde legt. Sieht für mich aus, also würden hier mehrere GRB nacheinander aufflackern, z.B, wenn es eines der Objekte vor der Kollision in mehrere Trümmer zerrissen hat. Das aber unter Vorbehalt, ok?

Viele Grüße

uteausmuenchen  23.11.2014, 22:47
@derklugi

Mach' ich gerne.

Ich freu' mich, wenn ich Dir etwas helfen kann. Und es macht mir auch Spaß, weil das Thema ja sehr interessant ist.

derklugi 
Beitragsersteller
 23.11.2014, 22:53
@uteausmuenchen

Ok, also eigentlich bin ich jetzt so gut wie fertig mit der Präsentation, jetzt heißt es nur noch Text lernen bis Dienstag. Ich glaube ich nimm dieses Lichtkurvendiagramm aus meiner PP-Präsentation raus, weil ich es selber garnicht erklären kannst und wenn du es auch nicht richtig weißt, dann weiß ich es zu 10000000000% nicht.

Ich habe jetzt für jede Folie meiner PP-Präsentation einen Text angefertigt. Also ich bedanke mich nochmal wirklich herzlich bei dir und den Astronomen , ihr erklärt die Dinge besser als Wissenschaftler auf ihren Websiten. Danke

Ich gebe euch beiden 200 imaginäre Sterne

derastronom  25.11.2014, 12:02
@derklugi

Vielen Dank, derklugi!

Wenn jemand so ambitioniert wie Du an die Sache herangeht, macht es wirklich Freude, etwas Unterstützung zu geben!

Und jetzt die Frage:

Wie war es?

LG

Hi, interessantes Thema! Die Hauptfrage wird sein, wie tief Du in die Materie eingehen willst. Darf ich fragen welche Klasse Du besuchst?! Im Grunde könnte man mit den von Dir beschriebenen Themen bereits Bücher füllen. Könnte mir gut vorstellen, dass sich die Mitschüler für Berichte über aktuelle Beobachtungen interessieren könnten, zumal es da in letzter Zeit recht interessante Theorien gibt (z.B. soll es nach Meinung einiger Forscher vor ca. 1200Jahren einen enormen GR Impact auf der Erde gegeben haben). Gute und verständliche Informationen dazu findest Du auf www.astronews.com! Evtl findest Du da auch ein paar interessante Bilder, die Du, wenn Du nachfragst sicher auch verwenden kannst! Viel Erfolg!


derklugi 
Beitragsersteller
 19.11.2014, 16:20

Erstmal danke für die Antwort. Ich bin 10. Klässler (Realschule). Ich habe auch schon sehr viele Infos aus einer Doku und aus einigen Websiten.

Würdest du dir später evt. meine Präsentation anschauen ? Ich wäre wirklich sehr dankbar dafür.

uteausmuenchen  20.11.2014, 00:53
@derklugi

Vermutlich wäre es das beste, wenn Du die Präsentation irgendwie online stellen könntest und den Link hier dann als Frage einstellst. Dann könnten mehrere User hier mal drauf schauen.

Ach ja: Dies hier ist eine sehr gute Seite zum Thema, der Autor ist Astrophysiker und daher zitierfähig...

http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_g.html#grb

Auch die englische(!) Wiki bietet einen wirklich hervorragenden Überblick zum Thema GRB.

Grüße

Hey, hast du/haben Sie vielleicht noch deine Präsentation? Ich hab genau das selbe Thema, und würde gerne vergleichen denn ich bin so gut wie fertig und Verbesserungen von jemandem der das Thema schon hatte könnte ich sehr gebrauchen. Dieses Thema müsste ich vor meiner ganzen Gruppe vortragen deshalb dürfte kein Fehler passieren. Ich wäre darüber sehr dankbar wenn wir in Verbindung treten könnten. Danke im voraus!