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Rekord-Gammastrahlenausbruch traf die Erde

Kosmische Mega-Explosion erzeugte energiereichsten je detektierten Gammastrahlenpuls

Nachglühen
Diese gestreuten Lichtringe wurden vom Nachglühen des extrem energiereichen Gammastrahlenausbruchs GRB 221009A erzeugt. Aufgenommen hat sie das Swift-Weltraumteleskop im Röntgenbereich.

Extreme Energie: Vor gut einer Woche hat der stärkste je detektierte Gammastrahlenausbruch die Erde getroffen – er hatte die enorme Energie von 18 Teraelektronenvolt, wie die NASA berichtet. Quelle der kosmischen Gamma- und Röntgenstrahlung ist ein Ausbruch in rund zwei Milliarden Lichtjahren Entfernung. Was diesen auslöste, ist jedoch noch unklar. Denkbar wären die Geburt eines Schwarzen Lochs durch den Kollaps eines massereichen Sterns oder eine Neutronensternkollision.

Gammastrahlenausbrüche sind die hellsten und energiereichsten Explosionen des Kosmos: Innerhalb weniger Sekunden können sie so viel Strahlung freisetzen wie unsere Sonne in ihrer gesamten Lebenszeit. Einige von ihnen waren sogar mit bloßem Auge am Himmel sichtbar. Als Ursache solcher Ausbrüche gelten Kollisionen von Neutronensternen oder eine Kernkollaps-Supernova von sehr massereichen Sternen. Es gibt aber auch Gammastrahlenausbrüche, deren Quelle bisher ungeklärt ist.

GAmmastrahlenausbruch
Gammastrahlenausbrüche gehören zu den energiereichsten Ereignissen im Kosmos. © NASA/Swift/Cruz deWilde

Stärkster je detektierter Ausbruch

Jetzt haben Astronomen den bisher stärksten Gammastrahlenausbruch detektiert. Der energiereiche Strahlenpuls raste am 9. Oktober 2022 durch das Sonnensystem und traf auch die Erde. Gleich mehrere Gammastrahlen-Observatorien, darunter das Fermi- und das Swift-Weltraumteleskop der NASA, detektierten den enormen Strahlenschub. Das Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) in China registrierte dabei mehr als 5.000 Photonen mit einer Energie von bis zu 18 Teraelektronenvolt.

Damit ist dieser GRB 221009A getaufte Gammastrahlen-Puls der mit Abstand energiereichste je auf der Erde detektierte. Nur eine Handvoll der bisher beobachteten Gammablitze erreichten Energien von mehr als einem Teraelektronenvolt, mehr als zehn erreichte bisher keiner. „Wir nennen diesen Burst auch BOAT, kurz für Brightest Of All Time, weil er sich deutlich von den tausenden von Gammastrahlenausbrüchen abhebt, die Teleskope seit den 1990ern detektiert haben“, erklärt Jillian Rastinejad von der Northwestern University.

Besonders lang und nah

Als Grund für die enorme Intensität sehen die Astronomen einerseits das Ereignis selbst, andererseits aber die relativ geringe Entfernung. Denn die gewaltige Explosion, die diese Gammastrahlen erzeugte, ereignete sich in nur rund 2,4 Milliarden Lichtjahren Entfernung, wie Beobachtungen seines Nachleuchtens unter anderem mit dem Gemini South Teleskop in Chile ergaben. Dies ist deutlich näher als bei den meisten langen Gammastrahlenausbrüchen der Fall.

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Nach Angaben der Astronomen könnte dies auch erklären, warum der Gammastrahlenpuls ungewöhnlich lange anhielt: Das Fermi-Teleskop registrierte die Gammastrahlung mehr als zehn Stunden lang, das Nachglühen in den langwelligeren Infrarot- und Radiowellenbereichen des Spektrums hält noch an. „GRB 221009A ist nicht nur außergewöhnlich lang und hell, auch sein Nachglühen schlägt Rekorde in allen Wellenbereichen“, sagt Brendan O’Connor von der University of Maryland.

Nachglühen infrarot
Noch fünf Tage nach dem Gammastrahlenausbruch GRB 221009A war das Nachglühen im infrarotbereich deutlich zu erkennen, hier in einer Aufnahme des Gemini South Telekops. © NASA/Swift/Cruz deWilde

Geburt eines Schwarzen Lochs

Die Ursache dieses Rekord-Ausbruchs ist noch unklar. Den Astronomen zufolge ist es jedoch sehr wahrscheinlich, dass die energiereiche Strahlung beim Kollaps eines massenreichen Sterns in einer besonders starken Supernova entstand. Das dabei entstehende Schwarze Loch erzeugte Strahlenjets, in denen Teilchen fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurden. Das wiederum setzte die energiereiche Strahlung frei.

„Weil dieser Gammastrahlenausbruch so hell und nahe ist, ist dies für uns eine Jahrhundert-Chance, einige der fundamentalen Fragen zu solchen Explosionen zu untersuchen – von der Bildung Schwarzer Löcher bis zu Tests von Modellen zur Dunklen Materie“, sagt O’Connor. Ähnlich sieht es Roberta Pillera von der Fermi LAT-Kollaboration: „Weil dieser Ausbruch viel näher stattfand als typische Gammastrahlenausbrüche, können wir in den Daten viele Details erkennen, die sonst zu schwach wären, um sichtbar zu sein.“

Keine Gefahr für die Erde

Für die Erde und Menschheit stellte der Gammastrahlenausbruch trotz seiner enormen Intensität aber keine Gefahr dar. Allerdings zog der starke Einstrom energiereicher Teihcne Turbulenzen in der irdischen Ionosphäre nach sich, diese wiederum führten zu Störungen der langwelligen Radiokommunikation, wie die NASA berichtet.

Quelle: NASA, NOIRlab

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