Gammastrahlenausbrüche im All, aufgenommen mit dem Fermi-Teleskop

Gammastrahlung

Gammastrahlung bildet das kurzwellige Ende des elektromagnetischen Spektrums. Ihre Wellen haben die höchsten Frequenzen und die höchsten Energien. Gammastrahlung entsteht bei radioaktiven Vorgängen in Atomkernen und wenn Materie und Antimaterie sich zu reiner Energie vernichten.

Warnschild für radioaktives Material auf gelbem Band
Gammastrahlung bei radioaktiven Prozessen

Der britische Physiker Ernest Rutherford stellte im Jahr 1902 fest, dass Atomkerne drei Arten von Strahlung aussenden, wenn sie radioaktiv zerfallen. Er benannte sie nach den ersten drei Buchstaben des griechischen Alphabets: Alpha, Beta und Gamma. Die ersten beiden sind Teilchenstrahlen, die dritte ist eine energiereiche elektromagnetische Strahlung.

Woher kommt die radioaktive Strahlung bei der Kernspaltung?

Es gibt Atomkerne, Uran zum Beispiel, die so groß sind, dass sie fast auseinander fallen und manchmal tun sie es auch. Das Ergebnis sind zwei neue, kleinere Atomkerne, die nach dieser Reaktion noch voller überschüssiger Energie stecken. Diese geben sie in Form von Gammastrahlung ab. Unter anderem ist dies der Ursprung der tödlichen Radioaktivität bei Atombombenexplosionen.

Gammastrahlungsblitze

Aufnahme des Himmels, Regionen starker Gammastrahlung sind orange dargestellt vor dunklem Hintergrund. Der Vela-Pulsar leuchtet in einem hellen Band, der Blasar liegt links unten und ist auf der Aufnahme vom Dezember heller als einem Monat zuvor.
Gammastrahlenausbrüche im All

Täglich treffen bis zu zwei Gammastrahlungsausbrüche auf die Erde. Sie scheinen völlig zufällig über alle Himmelsrichtungen verteilt, was ein Indiz dafür ist, dass ihr Ursprung sehr weit entfernt liegen muss – Milliarden von Lichtjahren entfernt.

Die Dauer der Gammastrahlungsblitze liegt im Bereich einer Sekunde und die Energien der beteiligten Photonen sind enorm. Sie betragen bis zu mehrere Millionen Elektronenvolt. Das reicht aus, um gleich mehrere Paare aus Elektronen und Positronen zu bilden. Bei den stärksten Ausbrüchen werden somit Energien frei, die der vollständigen Umwandlung des Jupiters in Energie entsprechen.