Beobachtungstipp im Juli 2011

In alten Astronomiebüchern wird man kaum etwas über diese gewaltigen Energieausbrüche finden, von denen hier heute die Rede ist. Zwar beobachteten schon die frühen Astronomen im Mittelalter das Aufleuchten neuer Sterne und auch deren Verschwinden, doch konnten sie sich keinen Reim daraus machen, geschweige denn, die Physik verstehen, die zu der Erscheinung führte. Man bezeichnete die Erscheinungen als Nova, neuer Stern. Wobei in jüngster Zeit die Begrifflichkeiten mit Adjektiven versehen eine gewisse Klassifizierung erhielten. So unterscheidet man heute Nova von Supernova, Zwergnova, Hypernova usw. Letztere sollen uns hier beschäftigen.

Im Jahr 1967 stieß man durch Zufall auf energiereiche Blitze in den tiefen des Weltalls. Ein amerikanischer Satellit, der eigentlich militärisch genutzt werden sollte und nach Gammablitzen Ausschau hielt, die durch oberirdische Atombombentests erzeugt werden, detektierte eine Vielzahl von Gammablitzen aus dem All. Gammablitze sind Strahlungsblitze höchster Energie. Ein Gammalichtteilchen trägt über eine Million mal mehr Energie, als ein Lichtteilchen des sichtbaren Lichts.

Diese Entdeckung war die Geburtsstunde der Gamma-Astronomie. Aber selbst nach 40 Jahren ist das Geheimnis der Gammablitze nicht abschließend erklärt. Fest steht aber, dass die Gammablitze mit den energiereichsten Ereignissen im Universum in Zusammenhang zu bringen sind. Man unterscheidet zwei Arten von Gammablitzen. Es gibt die langen Gammablitze, deren Erscheinung im Bereich von Sekunden und Minuten liegen und die kurzen Gammablitze, die nur Millisekunden lang erleuchten.

Die Klärung dieser Erscheinungen sind, wie gesagt, ein aktives Betätigungsfeld der Astronomen. Die lange-andauernden Blitze, deren optisches Nachleuchten man bereits beobachtete, wird heute mit so genannten Jets erklärt. Jets sind elektromagnetische Phänomene, die durch starke Magnetfelder angetrieben werden, die Strahlung gebündelt in eine Richtung schicken. Schaut man direkt in die Strahlungsquelle, in den Jet, so erscheint er als heller Gammablitz.

Viel gewaltiger erscheinen die kurzen Gammablitze. Innerhalb von Millisekunden setzten sie die Energie frei, die die Sonne innerhalb einer Milliarde Jahre abstrahlt. Es sind Energien von 10^43 Joule (in Schokolade umgerechnet wären das etwa 10 Sonnenmassen). Welches Ereignis setzt soviel Energie in kurzer Zeit frei? Diese Fragen beschäftigen die Astronomen.

Ein solches Ereignis scheint wegen der kurzen Dauer nur einen kleinen Raumbereich zu beanspruchen, der nur wenige 100km umfasst. Ein Team von Astronomen des Albert-Einstein-Instituts in Potsdamm simulierte die Verschmelzung zweier Neutronensterne. Das sind Sterne, die ihren Brennstoff bereits verbraucht haben und deren Masse über 1,4 Sonnenmassen liegt. Diese Sterne enden nicht als Weiße Zwerge, wie unsere Sonne. Hier fallen die Elektronen in den Atomkern und es bilden sich kompakte Neutronensterne, deren Dichte so hoch ist, das ein Würfelgroßes Stück 100 Millionen Tonnen wiegt.

Wenn zwei derartige Objekte miteinander verschmelzen, bilden sie eine Hypernova. Die Gravitation führt innerhalb von Bruchteilen von Sekunden zum Kollaps. Zurück bleibt ein schwarzes Loch. Dabei verliert das Gebilde innerhalb dieser Zeit viel Energie, die sich in einem kurzen Gammablitz entlädt.

Solche Gammablitze sind wegen der großen Energie über Milliarden von Lichtjahren zu "sehen". Am 25. Mai 2011 entdeckten Forscher einen Gammablitz, der eine Rotverschiebung von z = 9 hatte, was einer Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren entspricht. Das bedeutet, dass die Astronomen Zeuge einer Hypernova waren, die von den ersten Sternen des Universums ausgelöst wurden und das gerade mal 500 Mio. Jahre nach dem Urknall. Ein Gammablitz in der eigenen Milchstrasse direkt vor unserer Haustüre hätte schlimmen Schaden in der Ökosphäre der Erde angerichtet. Mindestens die Ozonschicht wäre zerstört worden. Wahrscheinlich wären viele Lebenwesen gestorben, die diesen Strahlungsausbruch nicht vertragen hätten... Gut also, dass das so weit weg von uns passierte und nicht in unserer unmittelbaren, galaktischen Nachbarschaft!

Clear Skies,
Christian Overhaus