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Wie entstehen Gamma Ray Bursts?

Nachglühen im Visier

Der bisherige Rekordhalter unter den Gamma Ray Bursts mit der Bezeichnung GRB050904 war rund 13 Milliarden Lichtjahre entfernt. Wäre er nur in etwa 4.000 Lichtjahren Abstand explodiert, hätte er am irdischen Firmament wenige Sekunden lang so hell gestrahlt wie unsere Sonne. In einigen Fällen entdeckte man an der Stelle des Gammablitzes eine Supernova, gelegentlich sah man im späten Nachglühen Anzeichen dieser explodierenden Sterne.

Mit dem Weltraumteleskop Hubble gelang es mehrfach, das Nachleuchten von langen Gamma Ray Bursts aufzunehmen. Hier werden auch die Galaxien sichtbar, in denen sie explodiert sind. © NASA/ESA, A. Fruchter (STScI), GOSH-Kollaboration

Scheinwerfer aus Gammastrahlung

Danach setzte sich die Theorie durch, dass es sich um sehr massereiche, schnell rotierende Sterne handelt, die am Ende ihres Lebens bersten und zu einem Schwarzen Loch zusammenbrechen. Bei diesem Vorgang erhitzt sich die Materie bis auf mehrere hundert Milliarden Grad und schießt in zwei gebündelten Strahlen entlang der Rotationsachse ins All, die wie zwei gewaltige Scheinwerfer Gammastrahlung aussenden. Sobald die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fortrasenden Teilchen auf umgebende Materie stoßen, heizt diese sich auf und leuchtet dann auch im Röntgenbereich und im sichtbaren Licht.

Diese Feuerbälle wurden mit den irdischen Teleskopen beobachtet. Da die Sternexplosionen noch heftiger sind als normale Supernovae, nannte man sie Hypernovae. „Wir vermuten, dass unter mehreren hundert Supernovae nur eine Hypernova auftritt“, erklärt Thomas Janka vom Max-Planck- Institut für Astrophysik in Garching, der den Ringberg-Workshop mit organisiert hat. Damit schien ein Jahrzehnte altes Rätsel der Astrophysik endlich geklärt zu sein.

Neue Rätsel um kurze Bursts

Doch wie so oft in der Himmelsforschung kam es wieder anders: Schon mit dem Compton-Teleskop hatten die Astronomen bemerkt, dass es offenbar zwei Klassen von Gamma Ray Bursts gibt: lange Ausbrüche, die bis zu mehrere Minuten dauern können, und kurze mit einer Dauer bis zu etwa drei Sekunden. Letztere machen immerhin ein Drittel aller Bursts aus. Sie verlöschen aber so rasch, dass es jahrelang nicht möglich war, deren Nachglühen mit optischen Teleskopen aufzufinden.

Das änderte sich mit dem im November 2004 gestarteten amerikanischen Weltraumteleskop Swift, das für diesen Forschungsbereich den Beginn einer neuen Ära bedeutete. In den beiden Jahren nach seiner Inbetriebnahme hat sich die Anzahl der Veröffentlichungen zu Gamma Ray Bursts vervierfacht. Wie Projektleiter Neil Gehrels von der NASA auf Schloss Ringberg berichtete, kann dieses Instrument im günstigsten Fall die Astronomen innerhalb von 15 bis 20 Sekunden per E-Mail oder SMS alarmieren. Damit gelang es vor zwei Jahren erstmals, kurze Bursts mit großen Teleskopen oder empfindlichen Röntgendetektoren auf Satelliten zu beobachten.

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Stand: 02.11.2007

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Nur der Urknall war stärker
Gamma Ray Bursts – das Rätsel der kosmischen Megaexplosionen

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Eine zufällige Entdeckung
Kosmischen Blitzen auf der Spur

Nachglühen im Visier
Wie entstehen Gamma Ray Bursts?

Doch keine Supernova?
Suche nach den Ursachen der kurzen Bursts

Ein Stern in der Lebenskrise
Verschmelzung zweier Neutronensterne als Ursache

Von Gammastrahlen und Geisterteilchen
Bursts als Ursprung von Neutrinoemissionen

„Rippel“ in der Raumzeit
Gravitationswellen als Prüfsteine für die Theorie

An den Grenzen der Technik
Vorgänge zu komplex für heutige Modelle und Simulationen

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