Ein Gammastrahlenausbruch hat die Ionosphäre der Erde aus einer Entfernung von 2 Milliarden Lichtjahren aufgeladen – Ars Technica

Der atemberaubende Gammastrahlenausbruch mit der Bezeichnung GRB 221009A sorgt immer noch für Erstaunen, obwohl seit seiner Entdeckung mehr als ein Jahr vergangen ist. Wissenschaftler aus Italien haben kürzlich eine Studie veröffentlicht, die zeigt, wie die Ionosphäre unseres Planeten durch seine hohe Intensität und lange Dauer beeinflusst wurde.

Die Ionosphäre ist eine der Schichten der Erdatmosphäre und ihre Höhe erstreckt sich von 60 Kilometern bis über 950 Kilometern. Es enthält elektrisch geladenes Plasma und seine untere Hälfte, die sogenannte Unterseite, erstreckt sich bis zu 350 Kilometer. Nach 350 km befindet sich die obere Hälfte, die sogenannte Oberseite.

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Laut Mirko Piersanti, Professor an der Universität L’Aquila, wurden die Auswirkungen von Gammastrahlenausbrüchen oft auf der unteren Seite, aber selten auf der oberen Seite der Ionosphäre beobachtet. „Das liegt daran, dass die Dichte und Leitfähigkeit des Plasmas auf der Oberseite viel geringer ist als auf der Unterseite. Um auch diesen Effekt zu beobachten, braucht man einen Satelliten, der Beobachtungen machen kann und in dieser Schicht umkreist“, sagte Piersanti .

Zufällig umkreist ein solcher Satellit die Erde in einer Höhe von 507 km. „Der chinesische elektromagnetische Satellit Sismo (CSES), eine chinesisch-italienische Mission, war zur richtigen Zeit am richtigen Ort, unter der Beleuchtungszone dieses Gammastrahlenausbruchs“, sagte Piersanti. „Der Satellit verfügt über ein Instrument, das a aufzeichnete Spitze im elektrischen Feld auf der Oberseite der Ionosphäre.

Der Zusammenhang zwischen dieser Beobachtung und dem Gammastrahlenausbruch war zunächst nicht klar. Laut Piersanti wird die Dynamik der Ionosphäre normalerweise vollständig von der Sonne angetrieben. „Das erste, was wir dachten, war, dass vielleicht etwas von der Sonne kam. Aber die Sonne gab Ausbrüche ab, die zeitlich nicht mit dem übereinstimmten, was wir beobachteten. Außerdem waren wir damals sicher, dass es nie zu einem Gammastrahlenausbruch kommen würde.“ ist in der Lage, einen solchen Unterschied auf der Oberseite der Ionosphäre zu erzeugen.

„Nach der Analyse der Daten des CSES sowie des Integrierten Weltraumteleskops der ESA haben wir jedoch unsere Meinung geändert. Jetzt glauben wir, dass es möglich ist, dass der Gammastrahlenausbruch Auswirkungen auf die gesamte Ionosphäre haben könnte.“

Gespeichert durch Entfernung

Während die Kette der Ereignisse, die zur Entstehung von GRB 221009A (Supernova-Explosion oder Entstehung eines Schwarzen Lochs) führten, noch ungeklärt ist, befindet sich die Gammastrahlenquelle etwa 2 Milliarden Lichtjahre entfernt, eine beträchtliche Entfernung von unserer Milchstraße.

Laut Piersanti könnte ein Ereignis in unserer Galaxie (die einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren hat) zu Schäden an der Ozonschicht der Erde führen, wenn ein so weit entferntes Ereignis zu erheblichen Störungen im relativ weniger leitfähigen Teil der Ionosphäre führen könnte.

„Ich habe die Ozonschichtdaten nicht gesehen, aber dieser Gammastrahlenausbruch hat das Potenzial, die Ozonschicht zu stören. Tatsächlich arbeiten wir mithilfe statistischer Analysen an den möglichen Auswirkungen von Gammastrahlenausbrüchen wie GRB 221009A.“ könnte auf die Ozonschicht zurückzuführen sein. Er fügte hinzu: „Wir erstellen auch eine Tabelle früherer Gammastrahlenausbrüche und Ozonschichtbeobachtungen und versuchen herauszufinden, ob sie übereinstimmen.“

Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-42551-5

Dhananjay Khedilkar ist ein in Paris lebender Journalist.