Blitzartiger Zusammenbruch

News: Blitzartiger Zusammenbruch

Täglich zucken heftige Blitze an unserem Himmel, und doch ist kein Gewitter in Sicht. Mit bloßem Auge können wir sie nicht erkennen, denn es sind Gammastrahlen, die von einem Ausbruch irgendwo in den Tiefen des Weltalls stammen. Wie sie entstehen, ist immer noch ungeklärt. Aber neue Ergebnisse weisen darauf hin, dass bei einigen zumindest dahinter der Kollaps eines sehr dichten Objektes stecken könnte - beispielsweise eines Neutronensternes oder eines schwarzen Lochs.

Gammastrahlen-Ausbrüche sind rätselhafte Erscheinungen, von denen Astronomen weder die Ursache noch den Strahlungsmechanismus kennen. Bisher gibt es zwei Vermutungen, wie diese äußerst energiereichen Ereignisse entstehen: Zum einen könnten sie daher rühren, dass zwei dichte Objekte endgültig miteinander verschmelzen, nachdem sie sich vorher auf spiralförmigen Bahnen angenähert haben. Andererseits könnte dahinter auch der Kollaps eines einzigen dichten Objektes stecken – beispielsweise eines Neutronensternes oder eines schwarzen Lochs, den Überresten einer Supernova.

Neue Ergebnisse unterstützen offenbar die zweite Annahme. Filippo Frontera von der Universita' di Ferrara in Italien und seine Kollegen sowie ein Team um Luigi Piro vom Institute for Space Astrophysics in Rom analysierten die Röntgenstrahlspektren von zwei Gammastrahlen-Ausbrüchen aus dem Jahre 1999. Dabei nutzten die Wissenschaftler um Frontera Daten des Röntgenobservatoriums Chandra, das 37 Stunden nach einem Gammastrahlenblitz am 16. Dezember 1999 das Nachglühen über 3,4 Stunden hinweg genau beobachtete. Piro und seine Kollegen stützten sich auf Messungen von BeppoSAX, das gleich die ersten Augenblicke eines Ausbruchs am 5. Juli 1999 aufzeichnete (Science vom 3. November 2000).

Als sich die Strahlung ausbreitete, durchquerte sie offenbar in beiden Fällen Gaswolken, die sehr reich an Eisen waren. Die Spektren zeigten dabei zwei unterschiedliche Spitzen. Eine davon führen die Wissenschaftler auf ionisiertes Eisen zurück, dem die aufprallende Strahlung die Elektronen entriss. Die zweite Spitze zeigt dagegen rekombiniertes Eisen an, das seine Elektronen wieder einfangen konnte. "Unsere Beobachtungen sagen uns, dass sich die Materie mit einer Geschwindigkeit von 30 000 Kilometern pro Sekunde bewegt, was zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit entspricht, und dass die eisenreiche Wolke sehr dicht ist. Die große Masse der ausgeworfenen Materie zeigt uns, dass der Vorgänger ein sehr massereicher Stern war", erklärt Piro.

Eisen allerdings gehört zu den Elementen, die erst bei sehr hohen Temperaturen im Kern entstehen – so wie kurz vor einer Supernova, mit der manche Sterne ihr Dasein beenden. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte die Gaswolke daher von einer solchen Sternexplosion stammen, die sich nicht allzu lange vor den Gammastrahlenblitzen ereignete. Im zweiten Fall stellte das Team um Piro jedoch eine deutlich geringere Dichte der Gaswolke fest. Sie gehen daher davon aus, dass die Sternexplosion schon zehn Jahre vor dem Gammastrahlen-Ausbruch stattfand. Damit dürfte sie auch nicht der Auslöser gewesen sein, sondern eher der verzögerte Kollaps eines Neutronensterns zum Beispiel, der aus der Supernova entstand. "Wir können andere Szenarien nicht nicht ausschließen", meint Piro. "Aber das ist das einfachste, und es stimmt am besten mit unseren Ergebnissen überein."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 19.10.2000
"Ein uralter Ausbruch"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 2.12.1999
"Mit Gammastrahlen ins frühe Universum"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 29.1.1999
"Zum ersten Mal Augenzeuge"
Spektrum der Wissenschaft 9/97, Seite 30
"Gammastrahlungs-Ausbrüche: Explosionen im fernen Kosmos"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)

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