Kosmische Gammablitze glühen anders nach als erwartet

Kosmische Gammablitze – die energiereichsten Explosionen im Kosmos – glühen anders nach als von theoretischen Modellen vorhergesagt. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile. Das Nachleuchten eines am 24. Oktober 2012 registrierten Ausbruchs hochenergetischer Gammastrahlung war danach sehr viel stärker zirkular polarisiert als erwartet. Das deute daraufhin, dass die Rolle von Magnetfeldern bei der Entstehung der Strahlung noch nicht richtig verstanden werde, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Hell strahlendes Objekt vor Hintergrund aus Sternen und Gaswolken. Von dem hellen Objekt gehen zwei gebündelte Strahlen aus.
Künstlerische Darstellung eines Gammablitzes

Gammablitze entstehen beim Kollaps massereicher Sterne zu Schwarzen Löchern. Wenn ein solcher Stern seinen nuklearen Brennstoffvorrat verbraucht hat, bricht sein Kern unter der Last der eigenen Schwerkraft zusammen, während seine äußeren Schichten explosiv ins All abgestoßen werden. Doch nicht die gesamte Materie des Kerns fällt in das entstehende Schwarze Loch. Ein Teil schießt in eng gebündelten Materiestrahlen – sogenannten Jets – mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus dem Stern heraus. Ist einer dieser Jet zufällig genau auf die Erde gerichtet, registrieren die Astronomen mit ihren Detektoren einen Ausbruch hochenergetischer Gammastrahlung – eben einen Gammastrahlungsausbruch oder kurz Gammablitz.

„Wir haben das Nachglühen eines sehr hellen Gammablitzes untersucht, dessen Licht zehn Milliarden Jahre zu uns gebraucht hat“, erläutern Johan Fynbo und Jens Hjorth vom Dark Cosmology Center der Universität Kopenhagen. 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.“