Enormer Energieausbruch jenseits unserer Galaxis

Für einige astronomische Beobachtungen muss man das Glück auf seiner Seite haben. Denn manche Ereignisse passieren unvorhergesehen. So hat das Weltraumteleskop Integral Ende vergangenen Jahres zufällig einen kurzen, aber starken Ausbruch von Gammastrahlen aufgezeichnet. Wie eine Forschungsgruppe jetzt im Fachmagazin Nature berichtet, rührte dieser Ausbruch von einem seltenen Phänomen her: Er stammt von einem Magnetar in einer 12 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie namens M82.

Wenn ein massereicher Stern am Ende seiner Lebenszeit steht, explodiert er in einer Supernova. Daraus resultiert entweder ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern. Neutronensterne sind sehr kompakte Objekte: Lediglich etwa 20 Kilometer ist ihr Durchmesser und sie bringen auf diesem engen Raum mehr Masse als unsere Sonne unter. Eine besondere Form von Neutronensternen sind Magnetare: Sie zeichnen sich durch extrem starke Magnetfelder aus und senden Energie in sogenannten Flares aus, leuchten also kurz auf. Gelegentlich sind diese Flares gigantisch und setzen millionenfach mehr Energie als gewöhnliche Flares frei – doch das ist eine Seltenheit: In den letzten 50 Jahren sind nur drei solcher gigantischen Flares von Magnetaren aufgezeichnet worden – zwei in der Milchstraße und eine in der Großen Magellanschen Wolke, einer Zwerggalaxie nahe der Milchstraße.

Ein auffälliges und bedeutendes Aufleuchten

Die Galaxie M82

Nur für den Bruchteil einer Sekunde blitzten im November 2023 Gammastrahlen am Nachthimmel auf. Dem Team um Sandro Mereghetti vom Institut für Astrophysik in Mailand ist dieser Ausbruch von Gammastrahlen direkt als besonderes Signal aufgefallen, denn die meisten gemessenen Gammastrahlen haben ihren Ursprung sehr weit entfernt. Diesmal jedoch stammte das Signal aus einer uns relativ nahen Galaxie. Um der Ursache auf die Spur zu kommen, haben die Forschenden die Galaxie M82 mit weiteren Weltraumteleskopen und Gravitationswellendetektoren beobachtet. Denn Magnetare sind nicht die einzige Quelle für Gammastrahlen im Universum. Der Gammastrahlenausbruch hätte beispielsweise auch von zwei miteinander verschmelzenden Neutronensternen stammen können. So eine Kollision hätte Gravitationswellen, Röntgenstrahlen und sichtbares Licht im Nachgang erzeugt. Von all dem war jedoch nichts zu finden. Offenbar stammte das gemessene Signal also von einem Magnetar.

Die aktuelle Entdeckung ist in vielerlei Hinsicht eine Besonderheit: Zum einen ist die Quelle in einer anderen Galaxie. Damit handelt es sich um den ersten Flare eines Magnetars außerhalb der Milchstraße und ihrer Begleiter. Außerdem ist er ein Indiz für die bislang gehegte Vermutung, dass Magnetare junge Neutronensterne sind. Denn M82 ist eine Galaxie, in der neue massereiche Sterne entstehen, die am Ende zu heute noch jungen Neutronensternen werden.

Nun wollen Mereghetti und sein Team nach weiteren Magnetaren in verschiedenen Gebieten suchen, in denen Sternen entstehen. So hoffen sie, herauszufinden, wie häufig diese Flares vorkommen und wie Neutronensterne dabei ihre Energie abgeben.