Die hellste Explosion des Universums

Gammastrahlungsausbruch liefert den bislang besten Einblick in die Physik dieser Ereignisses - weil der gebündelte Energiestrahl direkt die Erde traf

Künstlerische Darstellung eines Gammaausbruchs
Künstlerische Darstellung eines Gammaausbruchs

Leicester (Großbritannien) - Gammastrahlungsausbrüche sind die energiereichsten Ereignisse im Kosmos. Innerhalb von Sekunden setzen sie mehr Energie frei als die Sonne in ihrem gesamten Leben. Den bislang stärksten Gammaausbruch registrierten die Astronomen am 19. März dieses Jahres. Allein die optische Emission des Ausbruchs war hundertmal stärker als bei dem bisherigen Rekordhalter. Die enorme Helligkeit und das lange Nachglühen der kosmischen Explosion ermöglichten den Forschern den bislang besten Einblick in die Physik des Ereignisses. Der Gammaausbruch verdankt seine außergewöhnliche Helligkeit einer extremen Bündelung der Strahlung - und der Ausrichtung dieses Energiestrahls: Er traf exakt die Erde, berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Nature".

"Normalerweise beobachten wir nur den weiter aufgefächerten äußeren Strahl der Gammaausbrüche", erläutert Paul O'Brien von der University of Leicester in Großbritannien, einer der beteiligten Astronomen, "denn der innere Strahl ist extrem stark gebündelt, der Winkel entspricht etwa einem Hundertstel des Vollmondes. Damit wir einen sehr hellen Gammaausbruch sehen, muss dieser Strahl präzise auf die Erde ausgerichtet sein. Am 19. März hatten wir das Glück."

Zu Gammaausbrüchen kommt es, wenn extrem massereiche Sterne ihren Vorrat an nuklearem Brennstoff aufgebraucht haben und kollabieren. Übersteigt ihre Masse einen Grenzwert von etwa dem Zwanzigfachen der Sonnenmasse, so entsteht kein Neutronenstern, sondern ein Schwarzes Loch. Bei dieser Katastrophe bilden sich durch Rotation und Magnetfelder über den Polen des sterbenden Sterns Strahlen ("Jets"), in denen ein Teil der Materie mit hoher Geschwindigkeit ins All ausgestoßen wird.

Die Beobachtungen des Ausbruchs vom 19. März mit zahlreichen Teleskopen im Weltall und auf der Erde zeigen nun zur Überraschung der Astronomen, dass diese Materiestrahlen offenbar aus zwei Komponenten bestehen: einem mit einem Öffnungswinkel von 8 Grad breit aufgefächerten, und einem mit einem Öffnungswinkel von nur 0,4 Grad extrem gebündelten Strahl. In diesem stark gebündelten Strahl erreichen die elektrisch geladenen Teilchen enorme Geschwindigkeiten von 99,99995 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Dieser Wert ist deutlich höher als bislang vermutet - weil die Astronomen bisher immer nur in den etwas langsameren, weiter aufgefächerten Strahl geblickt haben. "Die Wahrscheinlichkeit, genau von diesem sehr eng gebündelten Strahl getroffen zu werden, ist gering", schreiben O'Brien und seine Kollegen. "Wir können nur etwa alle drei bis zehn Jahre mit einer ähnlichen Entdeckung rechnen."