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  | 08.03.2016

Wenn es im Universum blitzt!

Gammablitze oder auch Gammastrahlenexplosionen sind kurzzeitige Energieausbrüche im Universum von sehr hoher Leistung, von denen grosse Mengen elektromagnetischer Strahlung, in diesem Fall Gammastrahlen, ausgehen. Gammablitze setzen in Sekunden mehr Energie frei als die Sonne in Milliarden von Jahren. Für die Dauer seines Leuchtens ist ein Gammablitz heller als alle übrigen Strahlenquellen am Himmel und glüht während Tagen und Wochen im optischen sowie im Röntgenspektrum nach, bevor er ganz erlischt.

Veranschaulichung eines massereichen Sterns, der zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die freiwerdende Energie in Form von Jets entlang der Rotationsachse bildet einen Gammablitz; © Nicolle Rager Fuller of the NSF
Ein massereicher Stern, der zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die freiwerdende Energie in Form von Jets entlang der Rotationsachse bildet einen Gammablitz; © Nicolle Rager Fuller of the NSF

Elektromagnetische Strahlung und damit auch die sehr kurzwellige Gammastrahlung ist im Prinzip nichts anderes als “Licht”, und Licht besteht aus Photonen. Nur ihre Energie ist wesentlich höher – ein Photon der Gammastrahlung hat mindestens 75’000 mal mehr Energie als die Photonen, die auf unser Auge treffen.

Das Elektromagnetische Spektrum; © Horst Frank / Phrood / Anony (GFDL)
Das Elektromagnetische Spektrum; © Horst Frank / Phrood / Anony (GFDL)

Ein Stern strahlt im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Deswegen hat man in der Astronomie Geräte entwicklt, mit denen man die verschiedenen Wellenlängen beobachten kann; z.B. mittels Infrarotteleskopen, Röntgensatelliten und Weltraumteleskopen, die je nach Spektrum mit Mikrowellen-, Radiowellen- oder eben Gammastrahlenempfängern ausgerüstet sind. Weil die Strahlung von Gammablitzen die Erdatmosphäre nicht unverändert durchdringen kann, lassen sich die Gammablitze direkt nur mit Weltraumteleskopen oder indirekt durch Messungen der in der Atmosphäre ausgelösten sekundären Strahlungsschauer beobachten.

Die Entstehung der Gammablitze oder üblicher GRBs (Gamma Ray Bursts) stellt man sich heute so vor:

Prinzipiell unterscheidet man zwei Arten von Gammablitzen – die kurzen, Sekunden dauernden Blitze und die Langen, die über Minuten strahlen und beim Kollaps gigantischer Riesensterne, z.B. bei einer sogenannten “Hypernova” entstehen.

Bei den kurzen Gammablitzen vermutet man, dass sie bei der Kollision zweier extrem dichter Objekte entstehen. Also entweder beim Zusammenstoss von zwei Neutronensternen oder bei der Kollision von einem Neutronenstern und einem schwarzen Loch. Normalerweise ist viel zu viel Platz im Weltall, als dass zwei Himmelsobjekte kollidieren könnten. Das passiert nur in den vergleichsweise dicht besiedelten Planetensystemen und nicht im interstellaren Raum.

Mit Hilfe einer Computersimulation haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut die Verschmelzung zweier Neutronensterne zu einem Schwarzen Loch genauer untersucht und konnten erstmals zeigen, dass sich durch Reorganisation des Magnetfeldes bei der Verschmelzung eine Jet-förmige Struktur entlang der Rotationsachse bildet, in dessen Inneren Gammablitze entstehen können (siehe erste Grafik).
Geklärt sind ihre Entstehung allerdings noch nicht.

Weitere Informationen
>> Das Ende der Sterne
>> Gammablitze – Signale vom Anfang der Welt
>> Gammablitze

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