Hellster Gammastrahlenblitz analysiert

Ein halbes Jahr nach dem superhellen Gammastrahlenblitz GRB 080319B präsentieren Wissenschaftler ihre Ergebnisse. Der Blitz setzte sich aus zwei Komponenten zusammen und war wahrscheinlich deshalb so hell, weil er fast genau in Richtung Erde verlief.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: ESO.

Kollabierender Stern mit Gammastrahlenausbruch und zwei Jets in Richtung der Rotationsachse (künstlerische Impression).
(Illustration: ESO)
Kollabierender Stern mit Gammastrahlenausbruch und zwei Jets in Richtung der Rotationsachse (künstlerische Impression).
(Illustration: ESO)

Am 19. März 2008 hatte der auf Gammastrahlenblitze spezialisierte Satellit Swift einen Ausbruch von ungeheurer Intensität entdeckt. Er erhielt die offizielle Bezeichnung GRB 080319B. Gammastrahlenblitze künden vom Ende großer Sterne und sind die energiereichsten Ereignisse im Universum – und dieser Blitz war derart intensiv, dass er, obwohl er sich ein halbes Universum entfernt ereignete, kurzzeitig sogar für das bloße Auge sichtbar war. In einem Bericht, der vor wenigen Tagen in der aktuellen Ausgabe von “Nature” erschien, berichten nun Judith Racusin von der Penn-State-Universität in Pennsylvania/USA und 92 Co-Autoren von den Beobachtungen quer durch das elektromagnetische Spektrum, die 30 Minuten vor der Explosion begannen und noch Monate lang fortgesetzt wurden.

“Wir gehen davon aus, dass die außerordentliche Helligkeit des Bursts daher rührte, dass einer der von dem Stern ausgestoßenen Gas-Jets fast genau in Richtung Erde verlief. Dabei erreichte er fast die Lichtgeschwindigkeit; die Differenz betrug nur 0,00005 Prozent.” sagte Guido Chincarini, ein Mitglied des Teams.

GRB 080319B im Gammaspektrum
(Bild: NASA/Swift/Stefan Immler et al.)
GRB 080319B im Gammaspektrum
(Bild: NASA/Swift/Stefan Immler et al.)

Die meisten Gammastrahlenausbrüche ereignen sich, wenn alten Sternen der Brennstoff ausgeht und sie in sich zusammenbrechen. Durch Prozesse, die noch nicht voll verstanden sind, werden dabei sehr schnelle Gas-Ströme, genannt “Jets”, ausgestoßen. Wenn diese Jets in den Raum schießen, treffen sie auf Gaswolken, die der Stern zuvor im Todeskampf ausgestoßen hat, heizen sie auf und erzeugen so ein noch lange Zeit anhaltendes Nachglühen. Je nach Größe bleibt von dem Stern ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern übrig.

Das Team glaubt, dass der Jet, der auf die Erde gerichtet war, sich aus zwei Komponenten zusammensetzte: Einem ultraschnellen inneren Jet von nur 0,4 Grad Öffnungswinkel (das ist noch etwas schmaler als die Scheibe des Vollmonds), umfasst von einem etwas weniger energetischen und etwa 20-mal weiteren, äußeren Jet.

GRB 080319B optisch
(Bild: NASA/Swift/Stefan Immler et al.)
GRB 080319B optisch
(Bild: NASA/Swift/Stefan Immler et al.)

Die weite Komponente kennt man schon von früheren Ausbrüchen. “Vielleicht hat jeder Gammastrahlenblitz so einen inneren Jet, aber meistens haben wir keinen beobachtet”, sagte Teammitglied Stefano Covino. Durch den glücklichen Zufall, dass der Jet so genau auf die Erde “zielte”, konnte der sehr enge, energiereiche innere Jet diesmal gut beobachtet werden. Die Chance für eine so genaue Ausrichtung dürfte sich nur einmal in zehn Jahren bieten. Natürlich kommt es der Menschheit dann durchaus gelegen, wenn das gefeierte Ereignis das halbe Universum entfernt statt findet, anstelle zum Beispiel in der nächsten stellaren Nachbarschaft.

Als GRB 080319B im März von dem NASA/STFC/ASI-Satelliten Swift im Sternbild Bärenhüter entdeckt wurde, reagierte prompt eine ganze Schar von erdbasierten Teleskopen, um das neue Himmelsobjekt zu studieren. Darunter auch das Very Large Telescope der ESO, dem als Erstem die Messung der Entfernung des Objekts gelang: 7,5 Milliarden Lichtjahre.

Animation des Helligkeitsausbruchs bei GRB 080319B, aufgenommen durch das "Las Campanas Observatory". Beobachtet wurde das gleiche Sichtfeld, wie durch Swift.
(Bild: Pi of the Sky)
Animation des Helligkeitsausbruchs bei GRB 080319B, aufgenommen durch das “Las Campanas Observatory”. Beobachtet wurde das gleiche Sichtfeld, wie durch Swift.
(Bild: Pi of the Sky)

Das sichtbare Licht des Ausbruchs wurde weltweit von einer Handvoll von Observatoriumskameras mit sehr weitem Sichtfeld aufgezeichnet, die ständig einen großen Ausschnitt des Himmels beobachten. Eine davon war die TORTORA-Kamera, die am 0,6-Meter-REM-Teleskop des La Silla-Obervatoriums der ESO montiert ist. TORTORAs schneller Bildfolge war die detaillierteste Messung des sichtbaren Lichtes von GRB 080319B zu verdanken. “Wir haben lange auf so etwas gewartet”, sagte der leitende TORTORA-Wissenschaftler Grigory Beskin von Russlands Astrophysikalischem Observatorium. Die Daten, die TORTORA und Swift simultan aufgezeichnet haben, dienten den Forschern als Grundlage zur Aufklärung dieses astronomischen Großereignisses.

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