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Dinge Erklärt – Kurzgesagt, Tod aus dem All - Gammablitze erklärt

Tod aus dem All - Gammablitze erklärt

Stell dir vor, du könntest die Energie aller Sterne im Umkreis von 100 Mio Lichtjahren bündeln. Licht von Tausenden Galaxien mit jeweils Mrd von Sternen. Stell dir vor, du könntest diese Energie dazu nutzen, die mächtigste Waffe im Universum abzufeuern. Denk nur den Schaden, den du damit anrichten könntest. Diese Superwaffen gibt es schon. Sie heißen Gammablitze. Aber woher kommen diese kosmische Scharfschützen? Und was passiert, wenn so einer auf die Erde zielt? * Intro * Um Gammablitze zu verstehen, müssen wir wissen, was Gammastrahlung ist. Gammastrahlen gehören zur elektromagnetische Strahlung. Das bedeutet, sie sind Wellen, die Energie transportieren, genauso wie sichtbares Licht. Das für uns Menschen sichtbare Licht ist nur ein kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums. Strahlung mit geringerer Energie sind Radiowellen, Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Bei höheren Energien finden wir UV-Licht, Röntgen- und Gammastrahlung. Letztere ist besonders stark. Ein einziges Gammastrahlen-Photon hat mehr Energie als eine Mio Photonen aus sichtbarem Licht. Die Gammastrahlung zählt deshalb zur sogennanten "ionisierenden Strahlung". Sie ist stark genug, um unsere Moleküle zu beschädigen. Dadurch werden sehr sensible und für uns lebenswichtige biochemische Abläufe gestört. Als würde man eine 9 mm Kugel durch eine Uhr schießen. Zum Glück haben wir hier auf der Erde die Ozonschicht, die für uns die Gammastrahlung filtert. Wenn die Gammastrahlung aber erst gar nicht durch die Atmosphäre dringt, wie hat man dann die Gammablitze aus dem All überhaupt entdeckt Im Kalten Krieg wurden von den USA Spionage-Satelliten eingesetzt, um eventuelle Gammastrahlung von russischen Atomtests zu messen. Sie registrierten zwar keine Bomben auf der Erde, dafür sekundenlange Explosionen aus dem All. Das ist wahrscheinlich die einzige wissenschaftlich relevante Entdeckung, die jemals von einem Spionage-Satelliten gemacht wurde. Also soweit wir wissen. Astronomen setzen unterschiedliche Teleskope ein, um verschiedene Dinge im All sichtbar zu machen. Die Spionage-Satelliten eröffneten ihnen aber ganz neue Einblicke. Allerdings vergingen erstmal 30 Jahre, bis man einen Gammablitz, ungefähr 6 Mrd Lichtjahren entfernt, gefunden hat. Wenn ein so weit entfernter Gammablitz für uns sichtbar ist, dann heißt das, dass dort wahnsinnig viel Energie frei wird. Mehr Energie in einer Sekunde, als die Sonne in ihrem gesamten Leben freisetzt. Das macht Gammablitze zu den hellsten Ereignisse im Universum. Aber wie entsteht so ein Blitz? Gammablitze begleiten einige der gewaltigsten und verheerendsten Tode im Universum. Und die Geburt Schwarzer Löcher. Es gibt kurze und lange Gammablitze, mit jeweils ganz unterschiedlichen Ursachen. Lange Gammablitze dauern ca. 1 Minute. Sie werden vermutlich durch eine Supernova erzeugt, also wenn der Kern eines sehr massiven Sterns zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Kurze Gammablitze dauern nur wenige Sekunden. Sie entstehen bei der der Kollision von zwei Neutronensternen in einem Doppelsternsystem, die sich erst über Millionen Jahre hinweg immer weiter annähern, bis sie schließlich aufeinanderprallen und dabei ein Schwarzes Loch erzeugen. In beiden Fällen entsteht am Ende das Gleiche: Ein Schwarzes Loch, umgeben von einer schwach magnetisierten Scheibe aus Gas. Die Rotation des Schwarzen Lochs verstärkt nun dieses Magnetfeld, wodurch zwei extrem heiße Materiejets mit annähernd Lichtgeschwindigkeit ins All geschossen werden. Das Gas in diesen Jets leuchtet im Gammastrahlenbereich auf, wie eine kosmische Laser-Rakete. Anders als andere Explosionen im All, die sich gleichmäßig ausbreiten und verblassen, sind die Gammablitze eng fokussiert und können aus großer Entfernung beobachtet werden. Wir können hier leider nicht weiter ins Detail gehen, ohne unangenehm viel Mathe auszupacken. Die kosmischen Scharfschützen liegen überall im Universum auf der Lauer, feuern blind drauf los und treffen tatsächlich ständig unsere Erde. Durchschnittlich werden wir einmal am Tag getroffen, allerdings sind die meisten Blitze für uns harmlos. Alle Blitze, die wir bis jetzt beobachtet haben, sind außerhalb der Galaxis entstanden, also zu weit weg, um uns zu schaden. Aber ein Gammablitz aus unserer Nachbarschaft könnte dramatische Folgen für uns haben. Er könnte die gesamte Erde oder zumindest ihre ihm zugewandte Seite abfackeln. Aber sogar ein weiter entfernter Gammablitz könnten uns gefährlich werden. Und er müsste nicht mal besonders treffsicher sein. Angenommen, er entsteht in ein paar Tausend Lichtjahren Entfernung, dann hat er einen Durchmesser von Hundert Lichtjahren, wenn er bei uns ankommt und nimmt gleich das ganze Sonnensystem mit. Die Ozonschicht schützt uns natürlich, aber sie kommt besser mit dem sanften UV-Licht der Sonne zurecht. Ein Gammablitz würde sie überfordern und uns ungeschützt der tödlichen Sonneneinstrahlung aussetzen. Ozon braucht Jahre, um sich selbst zu regenerieren. Genug Zeit für die Sonne, um mindestens alle komplexeren Lebensformen zu vernichten. Vielleicht ist genau das schon einmal passiert. Ein Gammablitz ist eine mögliche Ursache für das ordovizische Massensterben vor 450 Millionen Jahren, bei dem fast 85 % der Meereslebewesen ausgelöscht wurden. Aber Beweise haben wir nicht. Gammablitze könnten sogar der Grund dafür sein, dass es scheinbar nirgendwo sonst im Universum Leben gibt. Vielleicht wird regelmäßig Leben durch Gammablitze ausgelöscht. Es wird sogar vermutet, dass wegen Gammablitzen nur 10% aller Galaxien bewohnbar sind. Sind wir also in Gefahr? Wahrscheinlich nicht. In Galaxien wie der Milchstraße gibt es vielleicht einen Gammablitz pro Jahrtausend. Und der müsste direkt auf uns gerichtet sein um uns zu schaden. Weil sich Gammablitze aber mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, werden wir ihn erst kommen sehen, wenn es schon zu spät ist. Vielleicht ist sogar jetzt gerade ein tödlicher Gammablitz auf dem Weg zu uns. Vielleicht wachen wir also eines Morgens auf und sind tot.

Tod aus dem All - Gammablitze erklärt Death from space - gamma ray bursts explained Muerte desde el espacio: las explosiones de rayos gamma explicadas La mort venue de l'espace - les flashs gamma expliqués La morte dallo spazio: i gamma-ray burst spiegati Dood vanuit de ruimte - Uitleg over gammastraaluitbarstingen Morte no espaço - Explicações sobre as explosões de raios gama Uzaydan gelen ölüm - gama ışını patlamaları açıklandı

Stell dir vor, du könntest die Energie aller Sterne im Umkreis von 100 Mio Lichtjahren bündeln. Imagine if you could focus the energy of all stars within a radius of 100 million light years. Licht von Tausenden Galaxien mit jeweils Mrd von Sternen. Light from thousands of galaxies, each with a billion stars. Stell dir vor, du könntest diese Energie dazu nutzen, die mächtigste Waffe im Universum abzufeuern. Imagine if you could use this energy to fire the most powerful weapon in the universe. Denk nur den Schaden, den du damit anrichten könntest. Just think of the damage you could do with it. Diese Superwaffen gibt es schon. These super weapons already exist. Sie heißen Gammablitze. They are called gamma-ray bursts. Aber woher kommen diese kosmische Scharfschützen? But where do these cosmic snipers come from? Und was passiert, wenn so einer auf die Erde zielt? And what happens when someone like that aims at the earth? * Intro * * Intro * Um Gammablitze zu verstehen, müssen wir wissen, was Gammastrahlung ist. To understand gamma-ray bursts, we need to know what gamma-ray radiation is. Gammastrahlen gehören zur elektromagnetische Strahlung. Gamma rays belong to electromagnetic radiation. Das bedeutet, sie sind Wellen, die Energie transportieren, genauso wie sichtbares Licht. This means that they are waves that transport energy, just like visible light. Das für uns Menschen sichtbare Licht ist nur ein kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums. The light visible to us humans is only a small part of the electromagnetic spectrum. Strahlung mit geringerer Energie sind Radiowellen, Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Radiation with lower energy are radio waves, microwaves and infrared radiation. Bei höheren Energien finden wir UV-Licht, Röntgen- und Gammastrahlung. At higher energies we find UV light, X-rays and gamma rays. Letztere ist besonders stark. The latter is particularly strong. Ein einziges Gammastrahlen-Photon hat mehr Energie als eine Mio Photonen aus sichtbarem Licht. A single gamma ray photon has more energy than a million photons from visible light. Die Gammastrahlung zählt deshalb zur sogennanten "ionisierenden Strahlung". The gamma radiation is therefore one of the so-called. "ionizing radiation". Sie ist stark genug, um unsere Moleküle zu beschädigen. It's strong enough to damage our molecules. Dadurch werden sehr sensible und für uns lebenswichtige biochemische Abläufe gestört. This disrupts very sensitive biochemical processes that are vital to us. Таким образом, нарушаются очень чувствительные и важные для нас биохимические процессы. Als würde man eine 9 mm Kugel durch eine Uhr schießen. Like shooting a 9 mm bullet through a watch. Как если бы прострелили часы пулей калибром 9 мм. Zum Glück haben wir hier auf der Erde die Ozonschicht, die für uns die Gammastrahlung filtert. Fortunately, here on earth we have the ozone layer, which filters the gamma rays for us. К счастью, у нас на Земле есть озоновый слой, которые фильтрует для нас гамма-излучение. Wenn die Gammastrahlung aber erst gar nicht durch die Atmosphäre dringt, wie hat man dann die Gammablitze aus dem All überhaupt entdeckt But if the gamma rays do not even penetrate the atmosphere, how did you discover the gamma-ray bursts from space at all? Im Kalten Krieg wurden von den USA Spionage-Satelliten eingesetzt, um eventuelle Gammastrahlung von russischen Atomtests zu messen. During the Cold War, the US used spy satellites to measure any gamma radiation from Russian nuclear tests. Sie registrierten zwar keine Bomben auf der Erde, dafür sekundenlange Explosionen aus dem All. They did not register any bombs on earth, but explosions from space lasting several seconds. Das ist wahrscheinlich die einzige wissenschaftlich relevante Entdeckung, die jemals von einem Spionage-Satelliten gemacht wurde. This is probably the only scientifically relevant discovery ever made by a spy satellite. Also soweit wir wissen. So as far as we know. Насколько нам известно. Astronomen setzen unterschiedliche Teleskope ein, um verschiedene Dinge im All sichtbar zu machen. Astronomers use different telescopes to make different things visible in space. Астрономы используют различные телескопы, чтобы сделать видимыми различные вещи в космосе. Die Spionage-Satelliten eröffneten ihnen aber ganz neue Einblicke. The spy satellites gave them completely new insights. Однако спутники-шпионы открыли для них совершенно новые горизонты. Allerdings vergingen erstmal 30 Jahre, bis man einen Gammablitz, ungefähr 6 Mrd Lichtjahren entfernt, gefunden hat. However, it took 30 years before a gamma-ray burst about 6 billion light years away was found. Wenn ein so weit entfernter Gammablitz für uns sichtbar ist, dann heißt das, dass dort wahnsinnig viel Energie frei wird. If such a distant gamma-ray burst is visible to us, it means that an incredible amount of energy is released there. Mehr Energie in einer Sekunde, als die Sonne in ihrem gesamten Leben freisetzt. More energy in one second than the sun releases in its entire life. Das macht Gammablitze zu den hellsten Ereignisse im Universum. This makes gamma-ray bursts the brightest events in the universe. Aber wie entsteht so ein Blitz? But how does a lightning bolt come about? Gammablitze begleiten einige der gewaltigsten und verheerendsten Tode im Universum. Gamma-ray bursts accompany some of the most formidable and devastating deaths in the universe. Und die Geburt Schwarzer Löcher. And the birth of black holes. Es gibt kurze und lange Gammablitze, mit jeweils ganz unterschiedlichen Ursachen. There are short and long gamma-ray bursts, each with completely different causes. Lange Gammablitze dauern ca. 1 Minute. Long gamma-ray bursts last about 1 minute. Sie werden vermutlich durch eine Supernova erzeugt, also wenn der Kern eines sehr massiven Sterns zu einem Schwarzen Loch kollabiert. They are probably created by a supernova, i.e. when the core of a very massive star collapses into a black hole. Kurze Gammablitze dauern nur wenige Sekunden. Short gamma-ray bursts only last a few seconds. Sie entstehen bei der der Kollision von zwei Neutronensternen in einem Doppelsternsystem, die sich erst über Millionen Jahre hinweg immer weiter annähern, bis sie schließlich aufeinanderprallen und dabei ein Schwarzes Loch erzeugen. They arise when two neutron stars collide in a binary star system, which only approach each other over millions of years until they finally collide and create a black hole. In beiden Fällen entsteht am Ende das Gleiche: In both cases, the end result is the same: Ein Schwarzes Loch, umgeben von einer schwach magnetisierten Scheibe aus Gas. A black hole surrounded by a weakly magnetized disk of gas. Die Rotation des Schwarzen Lochs verstärkt nun dieses Magnetfeld, wodurch zwei extrem heiße Materiejets mit annähernd Lichtgeschwindigkeit ins All geschossen werden. The rotation of the black hole amplifies this magnetic field, causing two extremely hot jets of matter to be shot into space at almost the speed of light. Das Gas in diesen Jets leuchtet im Gammastrahlenbereich auf, wie eine kosmische Laser-Rakete. The gas in these jets glows in the gamma ray range, like a cosmic laser rocket. Anders als andere Explosionen im All, die sich gleichmäßig ausbreiten und verblassen, sind die Gammablitze eng fokussiert und können aus großer Entfernung beobachtet werden. Unlike other explosions in space, which spread and fade evenly, the gamma-ray bursts are tightly focused and can be observed from a great distance. Wir können hier leider nicht weiter ins Detail gehen, ohne unangenehm viel Mathe auszupacken. Unfortunately, we can't go into any further detail here without unpacking a lot of math. Die kosmischen Scharfschützen liegen überall im Universum auf der Lauer, feuern blind drauf los und treffen tatsächlich ständig unsere Erde. The cosmic snipers lie in wait all over the universe, fire blindly at it and actually constantly hit our earth. Durchschnittlich werden wir einmal am Tag getroffen, allerdings sind die meisten Blitze für uns harmlos. On average we are hit once a day, but most lightning strikes are harmless to us. Alle Blitze, die wir bis jetzt beobachtet haben, sind außerhalb der Galaxis entstanden, also zu weit weg, um uns zu schaden. All of the lightning bolts we've seen so far originated outside the galaxy, too far away to harm us. Aber ein Gammablitz aus unserer Nachbarschaft könnte dramatische Folgen für uns haben. But a gamma-ray burst from our neighborhood could have dramatic consequences for us. Er könnte die gesamte Erde oder zumindest ihre ihm zugewandte Seite abfackeln. It could burn the entire earth, or at least the side facing it. Aber sogar ein weiter entfernter Gammablitz könnten uns gefährlich werden. But even a more distant gamma-ray burst could be dangerous for us. Und er müsste nicht mal besonders treffsicher sein. And he doesn't even have to be particularly accurate. И ему даже не обязательно быть особенно точным. Angenommen, er entsteht in ein paar Tausend Lichtjahren Entfernung, dann hat er einen Durchmesser von Hundert Lichtjahren, wenn er bei uns ankommt und nimmt gleich das ganze Sonnensystem mit. Assuming it arises a few thousand light years away, when it reaches us it will have a diameter of a hundred light years and will take the entire solar system with it. Предположим, что он возникает на расстоянии нескольких тысяч световых лет, тогда у него будет диаметр ста световых лет, когда он придет к нам, и сразу же заберет с собой всю солнечную систему. Die Ozonschicht schützt uns natürlich, aber sie kommt besser mit dem sanften UV-Licht der Sonne zurecht. The ozone layer protects us, of course, but it does better with the sun's gentle UV light. Озоновый слой, конечно, защищает нас, но лучше справляется с мягким ультрафиолетовым светом солнца. Ein Gammablitz würde sie überfordern und uns ungeschützt der tödlichen Sonneneinstrahlung aussetzen. A gamma-ray burst would overwhelm them and expose us to deadly solar radiation without protection. Ozon braucht Jahre, um sich selbst zu regenerieren. Ozone takes years to regenerate. Genug Zeit für die Sonne, um mindestens alle komplexeren Lebensformen zu vernichten. Enough time for the sun to destroy at least all more complex life forms. Vielleicht ist genau das schon einmal passiert. Maybe this has happened before. Ein Gammablitz ist eine mögliche Ursache für das ordovizische Massensterben vor 450 Millionen Jahren, bei dem fast 85 % der Meereslebewesen ausgelöscht wurden. A gamma-ray burst is a possible cause of the Ordovician mass extinction 450 million years ago, which wiped out almost 85% of marine life. Aber Beweise haben wir nicht. But we have no evidence. Gammablitze könnten sogar der Grund dafür sein, dass es scheinbar nirgendwo sonst im Universum Leben gibt. Gamma-ray bursts could even be the reason why there is apparently nowhere else in the universe to live. Vielleicht wird regelmäßig Leben durch Gammablitze ausgelöscht. Perhaps life is regularly wiped out by gamma-ray bursts. Es wird sogar vermutet, dass wegen Gammablitzen nur 10% aller Galaxien bewohnbar sind. It is even assumed that only 10% of all galaxies are habitable because of gamma-ray flashes. Sind wir also in Gefahr? So are we in danger? Wahrscheinlich nicht. Probably not. In Galaxien wie der Milchstraße gibt es vielleicht einen Gammablitz pro Jahrtausend. In galaxies like the Milky Way, there may be one gamma-ray burst every millennium. Und der müsste direkt auf uns gerichtet sein um uns zu schaden. And that would have to be aimed directly at us in order to harm us. Weil sich Gammablitze aber mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, werden wir ihn erst kommen sehen, wenn es schon zu spät ist. But because gamma-ray bursts move at the speed of light, we won't see it coming until it's already too late. Vielleicht ist sogar jetzt gerade ein tödlicher Gammablitz auf dem Weg zu uns. Perhaps a deadly gamma-ray burst is on its way to us even now. Vielleicht wachen wir also eines Morgens auf und sind tot. So maybe one morning we'll wake up and be dead.