GAMMA-RAY-BURSTS
Hellster Gammablitz seit Jahrzehnten
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
astronews.com
14. Mai 2013

Ende April wurden Astronomen Zeugen des hellsten Ausbruchs im Gammastrahlenbereich seit Jahrzehnten. Dieser sogenannte Gamma-ray Burst ereignete sich in einer Entfernung von etwa 3,6 Milliarden Lichtjahren und war uns damit vergleichsweise nahe. Der Burst konnte von zahlreichen Satelliten und erdgebundenen Teleskopen verfolgt werden.

Blick auf den Himmel mit LAT nach dem GRB 130427A. Bild: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration

Der Gamma-ray Burst Monitor (GBM) auf dem NASA Satelliten Fermi hat am 27. April das stärkste Signal eines Gammablitzes seit Jahrzehnten gemessen. Viele andere Satelliteninstrumente, unter anderem auch das Hauptinstrument auf Fermi, das Large Area Telescope (LAT), wiesen das Ereignis zur gleichen Zeit nach. Der Gammablitz dauerte so lange, dass eine rekordverdächtige Anzahl von erdgebundenen Teleskopen das Ereignis sogar gleichzeitig mit den Satelliten beobachten konnte. Der Gammablitz wird nach dem Tag seines Nachweises benannt: GRB130427A.

"Beim Frühstück am Samstag kam plötzlich eine automatische Nachricht von Fermi," erinnert sich Dr. Andreas von Kienlin vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE), der verantwortliche GBM-Wissenschaftler an diesem Tag. "Als ich die vom Satelliten gesendeten Daten zum ersten Mal sah, konnte ich kaum meinen Augen trauen. Dieser GRB war so unglaublich hell, dass er sogar alle unsere Detektoren gesättigt hat. Die GRB-Wissenschaftlergemeinde hat ein derart helles Ereignis seit etwa dreißig Jahren nicht mehr gesehen; es ist der hellste GRB, den der GBM jemals gemessen hat."

Begeistert von dieser Entdeckung, schrieb Kienlin sofort ein Rundschreiben an interessierte Wissenschaftler, um sie zu weiteren bodengebunden Nachbeobachtung zu motivieren. "Wir können besonders stolz auf diese Detektion sein, da alle 14 Gammastrahlungsdetektoren und auch die Stromversorgungseinheit des GBM Instruments von unserem Institut entwickelt, gebaut und getestet wurden", so von Kienlin.

Der GBM ist eine Kollaboration zwischen dem National Space Science and Technology Center in den USA und dem MPE. Dank des sehr breiten Energiebereichs, der durch den GBM und das LAT Instrument auf Fermi abgedeckt wird, war es möglich das prompte Emissionsspektrum des GRB 130427A über einen beispiellos großen Energiebereich von 8keV bis zu etwa 100 GeV zu messen. Das LAT wies sogar ein Gammaquant mit einer Energie von mindestens 94 Milliarden Elektronenvolt (GeV) nach. Dies ist ungefähr 35 Milliarden Mal stärker als die Energie des sichtbaren Lichts, oder drei Mal stärker als der bisherige Rekord eines GRB-Signals.

Die Emission im GeV-Bereich dauerte mehrere Stunden an und blieb für LAT fast einen ganzen Tag nachweisbar. Dies setzt eine neue Rekordmarke für die längste Gammastrahlenemission eines GRBs. Das Nachglühen des GRBs wurde, dank der schnellen und genauen Positionsinformation des NASA-Satelliten Swift, der dieses Ereignis auch detektierte, dann auch bei optischen, infraroten und Radiowellenlängen durch bodengebundene Observatorien nachgewiesen.

Die Astronomen fanden schnell heraus, dass der GRB etwa 3,6 Milliarden Lichtjahre entfernt war, was für GRBs sogar noch relativ nahe ist. "Dass diese Explosion, Milliarden von Lichtjahren entfernt, dennoch unsere Detektoren saturiert hat, zeigt wie unglaublich energiereich dieses Ereignis war", sagte von Kienlin.

Gammastrahlenblitze sind die hellsten Explosionen im Weltall. Für den Großteil dieser Ereignisse ist vermutlich das Ende des nuklearen Brennstoffs in einem massereichen Stern verantwortlich. Wenn dieser ausgebrannt ist, kollabiert der Stern durch sein eigenes Gewicht zu einem schwarzen Loch. Dadurch bilden sich Materiejets aus, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit nach außen schießen. Diese Jets bohren sich zunächst ihren Weg durch den kollabierten Stern und treffen dann mit dem zuvor ausgeworfenen Gas zusammen. Dabei wird ein helles Nachglühen erzeugt, welches sich mit der Zeit abschwächt.

Ist der GRB nahe genug, können Astronomen normalerweise auch die Signaturen einer Supernova nach dem Ausbruch entdecken. "Da dieser GRB vergleichsweise nahe bei uns stattfand, suchen wir jetzt mit all unseren Teleskopen nach einer mit dem Ereignis verbundenen Supernova", so von Kienlin.