Zum Glück für das Leben auf unserem Planeten ereignen sich Gammablitze nur selten und in großer Entfernung. Astrophysiker haben nun einen dieser Ausbrüche genauer unter die Lupe genommen.
College Park / Wien – Kein anderes kosmisches Ereignis vermag so viel Energie in derart kurzer Zeit zu produzieren wie ein Gammablitz. Die meisten bisher beobachteten Gamma-ray bursts, wie sie im Englischen bezeichnet werden, ereigneten sich in fernen Galaxien und waren tatsächlich blitzartige Phänomene mit einer Dauer von Millisekunden bis wenigen Sekunden. In diesen kurzen Augenblicken gaben sie mehr Strahlung ab als unsere Sonne während ihrer bisherigen Lebensspanne von fast 4,6 Milliarden Jahren. Doch es gibt auch Ausnahmen: Astronomen haben einzelne Gammastrahlenexplosionen beobachtet, die mehrere Minuten oder sogar Stunden andauerten.
Was diese welterschütternden Ausbrüche auslöst, ist noch immer nicht eindeutig geklärt. Je nach Dauer dürften jedoch kollidierende Neutronensterne, zu einem Schwarzen Loch kollabierende massereiche Sterne oder sogenannte Hypernovae, also besonders energiereiche Supernovae, verantwortlich sein – das zumindest ergaben Analysen und Computersimulationen. Noch rätselhafter war dagegen bisher, wie eine solche gigantische Explosion in Detail abläuft.
Ungewöhnlich langer Blitz
Darauf hat nun ein internationales Team um Eleonora Troja von der University of Maryland eine Antwort gefunden. Die Astronomen analysierten Daten, die mit einer ganzen Reihe von terrestrischen Observatorien und Weltraumteleskopen von einem sehr hellen Gammablitz am 25. Juni 2016 gesammelt wurden.
Der Ausbruch mit der Katalognummer GRB160625B währte mit 770 Sekunden ungewöhnlich lange und dürfte während einer Hypernova freigesetzt worden sein, bei der ein Stern von mindestens 50-facher Sonnenmasse zu einem Schwarzen Loch kollabiert ist.
Ausbrüche mit dualer Natur
Die im Fachjournal Nature präsentierte Studie zeigt, dass Gammaausbrüche entgegen bisherigen Annahmen eine Art Hybridphänomen darstellen. Bisher war die Astrophysiker-Community gespalten, wenn es darum ging, was die beiden bei einem Gammablitz entstehenden Energiejets antreibt: Eine Fraktion hielt Magnetfelder für die dominierende Kraft, die andere Hälfte setzte auf Materie. "Wir können nun belegen, dass beide Modelle eine Rolle spielen: Zunächst werden die Jets von Magnetfeldern kanalisiert. Dann jedoch brechen diese zusammen und Materie übernimmt die Herrschaft über die Energiejets", erklärt Troja.
Die Daten lieferten darüber hinaus eine Erklärung, wie es zur extremen Helligkeitsphase zu Beginn der Blitze kommt. Sie dürfte das Resultat von Synchrotronstrahlung sein, die entsteht, wenn Elektronen mit relativistischer Geschwindigkeit aus einer geraden Bahn abgelenkt werden. (Thomas Bergmayr, 26.7.2017)