Rekordverdächtiger Gammablitz

Kosmische Explosion erzeugt außergewöhnlich energiereiche Teilchen – Forscher rätseln noch über den Mechanismus
Der Nachthimmel im Gammabereich. Die Sternbilder Löwe und Große Bär sind zur Orientierung eingezeichnet. Beide Aufnahmen sind über drei Stunden integriert, die linke vor dem Ereignis, die rechte 2,5 Stunden vor und eine halbe in den Ausbruch hinein.
Der Nachthimmel im Gammabereich. Die Sternbilder Löwe und Große Bär sind zur Orientierung eingezeichnet. Beide Aufnahmen sind über drei Stunden integriert, die linke vor dem Ereignis, die rechte 2,5 Stunden vor und eine halbe in den Ausbruch hinein.
© NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration
Zeuthen - Normalerweise ist der Sternenhimmel im Gammabereich sehr dunkel. Nur wenige verstreute Teilchen erreichen die Detektoren an Bord spezialisierter Weltraumteleskope. Doch hin und wieder tauchen kurze Gammablitze aus den Tiefen des Alls auf. Vor rund einem halben Jahr registrierten mehrere Teleskope einen extrem hellen und sehr lang anhaltenden Gammastrahlenausbruch. Vermutlich kommt es zu solchen Blitzen, wenn ein schwerer Stern am Ende seines Lebens seinen Treibstoff verbraucht hat und zu einem schwarzen Loch kollabiert. Mehrere im Fachblatt „Science“ erschienene Studien zu diesem „GRB 130427A“ getauften Ereignis liefern nun eine detaillierte Analyse. Die Forscher mussten sich jedoch eingestehen, dass die heutigen Modelle nicht ausreichen, um solch extreme Ausbrüche zu beschreiben.

„Dies ist einer der stärksten Gammastrahlenausbrüche, die wir mit dem Swift-Satelliten je beobachten konnten“, sagt Daniele Malesani vom Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen. Da Gammastrahlen, die noch deutlich mehr Energie als Röntgenstrahlen besitzen, nicht durch die Erdatmosphäre dringen können, operieren Satelliten wie Swift oder Fermi in einer Erdumlaufbahn. Sie besitzen ein Frühwarnsystem, denn Gammablitze sind oft nur wenige Sekunden bis Minuten lang. Sobald sie ein starkes Gamma-Signal empfangen, was zirka hundert Mal im Jahr passiert, richten sie ihr Hauptteleskop in Richtung der Strahlung. Auch andere, irdische Teleskope schwenken dann automatisch in diese Richtung, um das Nachglühen auch im normalen optischen oder Radiobereich zu beobachten.

Wie die neuen Ergebnisse zeigen, geschah GRB 130427A in gut dreieinhalb Milliarden Lichtjahren Entfernung; das ist mehr als tausendfach weiter entfernt als unsere Nachbargalaxie, der Andromedanebel, und etwa ein Drittel der Distanz bis zum Rand des beobachtbaren Universums. Die meisten Gammablitze ereignen sich aber in noch deutlich größerer Entfernung. Der Ausbruch vom 27. April 2013 dauerte mit rund zwanzig Stunden enorm lang und war extrem energiereich. Einige Gammateilchen waren deutlich stärker als die bisherigen Rekordhalter. Ihr Entstehungsprozess stellt die Forscher bislang aber noch vor Rätsel.

Denn Gammastrahlenausbrüche gehen vermutlich auf den Kollaps schwerer Sterne zurück, deren Zentrum zu einem Schwarzen Loch oder Neutronenstern zusammenstürzt, während die äußere Hülle in einer Supernova-Explosion abgestoßen wird. Das rotierende Zentrum des Sterns bündelt einen Teil der einströmenden Materie zu einem scharfen Strahl, der die expandierenden äußeren Schichten durchstößt. Hierbei entstehen Schockfronten, in denen hochenergetische Gammastrahlung entsteht. Wie genau dabei extrem hochenergetische Gammateilchen erzeugt werden, bleibt Stoff für kommende wissenschaftliche Diskussionen. Da es den Forschern aufgrund der vergleichsweise geringen Distanz von GRB 130427A gelang, auch die Supernova zu vermessen, hoffen sie auf viele neue Einsichten.

© Wissenschaft aktuell
Quelle: „Fermi-LAT Observations of the Gamma-Ray Burst GRB 130427A“, M. Ackermann et al.; Science; DOI: 10.1126/science.1242353
„GRB 130427A: a Nearby Ordinary Monster“, A. Maselli et al.; Science; DOI: 10.1126/science.1242279
„The First Pulse of the Extremely Bright GRB 130427A: A Test Lab for Synchrotron Shocks“, R. Preece et al.; Science; DOI: 10.1126/science.1242302
„The Bright Optical Flash and Afterglow from the Gamma-Ray Burst GRB 130427A“, W.T. Vestrand et al.; Science; DOI: 10.1126/science.1242316


 

Home | Über uns | Kontakt | AGB | Impressum | Datenschutzerklärung
© Wissenschaft aktuell & Scientec Internet Applications + Media GmbH, Hamburg