Rekordexplosion im nahen Kosmos

Am 27. April dieses Jahres registrierten die Detektoren des Satelliten-Observatoriums Swift einen Schauer hochenergetischer Gammastrahlen, der alles bisher Dagewesene in den Schatten stellt. Mit 95 Gigaelektronenvolt übertraf die Energie der Strahlung den bisherigen Rekord um das Dreifache, mit über zwanzig Stunden dauerte der Ausbruch länger als jeder andere zuvor. Ursache des Gammaausbruchs war die Explosion eines Sterns mit der zwanzig- bis dreißigfachen Masse unserer Sonne in knapp vier Milliarden Lichtjahren Entfernung, zeigt die jetzt im Fachblatt „Science“ in gleich vier Aufsätzen präsentierte Auswertung der Beobachtungen.

„Normalerweise beobachten wir Gammaausbrüche in sehr großer Entfernung“, erläutert Paul O’Brien von der University of Leicester. Diese Explosion war uns jedoch – kosmologisch gesehen – vergleichsweise nahe. Die Strahlung hat 3,75 Milliarden Jahre zu uns gebraucht, etwa ein Viertel des Alters des Universums. „Deshalb war die Explosion so hell“, so O’Brien weiter, „wir konnten sogar den explodierenden Stern selbst – die Supernova – sehen. So etwas ist nie zuvor bei einem Gammaausbruch mit hoher Energie möglich gewesen.“

Satelliten-Observatorium Swift

Gammaausbrüche sind die energiereichsten Explosionen im Kosmos. Ihr Auslöser ist der Kollaps eines massereichen Sterns zu einem Schwarzen Loch. Wenn ein solcher Stern seinen nuklearen Brennstoffvorrat verbraucht hat, bricht sein Kern unter der Last der eigenen Schwerkraft zusammen, während seine äußeren Schichten explosiv ins All abgestoßen werden. Doch nicht die gesamte Materie des Kerns fällt in das entstehende Schwarze Loch. Ein Teil schießt in eng gebündelten Materiestrahlen – sogenannten Jets – mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus dem Stern heraus. Ist einer dieser Jets zufällig genau auf die Erde gerichtet, registrieren die Astronomen mit ihren Detektoren einen Ausbruch hochenergetischer Gammastrahlung.

Aus der genauen Beobachtung des Nachglühens der Explosion konnten die Astronomen bestimmen, was für ein Stern explodiert ist. Es handelt sich um einen schnell rotierenden Riesenstern, der zwar die zwanzig- bis dreißigfache Masse der Sonne enthält, aber nur drei- bis viermal größer ist als unser Zentralgestirn. Die Beobachtungen der Forscherteams zeigen außerdem, dass der vergleichsweise nahe, ungewöhnlich energiereiche Ausbruch sich nicht signifikant von den gewöhnlichen, weiter entfernten Gammaausbrüchen unterscheidet. Demnach sei, so die Schlussfolgerung der Wissenschaftler, auch der physikalische Prozess, der zu den Gammaausbrüchen führt, über alle Entfernungen und Energien identisch.