Staub verdunkelt Gammablitze

Gammastrahlenausbrüche sind die gewaltigsten Explosionen im Universum. Für gewöhnlich wird der eigentliche Gammablitz von einer langsam schwächer werdenden Emission in längeren Wellenlängenbereichen begleitet, doch nicht alle Exemplare zeigen ein solches Nachleuchten. Die Ursache für diese „dunklen Blitze“ könnte in Staubwolken liegen, die das scheinbar fehlende Licht schlucken. Mit neuen Beobachtungen konnten Astronomen diese Theorie nun untermauern: Im Umfeld solcher Explosionen stießen sie auf einen unerwartet hohen Staubanteil. Ihre Ergebnisse erscheinen in der Fachzeitschrift „Nature“.

Mit dem Radioteleskop ALMA untersuchten Bunyo Hatsukade vom National Astronomical Observatory in Japan und seine Kollegen das Umfeld der beiden Gammablitze GRB 020819B und GRB 051022, die 4,3 Milliarden beziehungsweise 6,9 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt liegen. Aus der aufgefangenen Radioemission konnten die Wissenschaftler auf die Verteilung von molekularem Gas und Staub in den Ursprungsgalaxien schließen. Dabei offenbarten die Beobachtungen von GRB 020819B ein erstaunlich staubreiches Umfeld in den Randgebieten der Galaxie, wohingegen molekulares Gas nur im Zentrum gefunden wurde. Das Massenverhältnis von Staub zu molekularem Gas beträgt im interstellaren Medium der Milchstraße rund ein Prozent, in der Umgebung von GRB 020819B fällt es dagegen mindestens zehnmal höher aus.

„Wir haben nicht erwartet, dass Gammastrahlenausbrüche in einem so staubigen Umfeld mit einem niedrigen Verhältnis von molekularem Gas zu Staub auftreten würden”, erläutert Hatsukade. Die Aufnahmen mit ALMA – dem Atacama Large Millimeter Array in der chilenischen Atacamawüste – unterstützen damit die Vermutung, dass Staub in Galaxien die Strahlung des Nachglühens absorbiert und somit das Auftreten von dunklen Gammastrahlenblitzen verursacht.

Der Grund für den hohen Staubanteil liegt möglicherweise in den Vorläufersternen der untersuchten Gammablitze, spekuliert das Team: Die heißen, massereichen Sterne sendeten einst starke ultraviolette Strahlung aus, wodurch die Bindungen zwischen den Atomen in Molekülen aufgebrochen werden können. Auf diese Weise könnte die Menge an molekularem Gas in der Nähe solcher Sterne deutlich abnehmen.