Eine kosmische Explosion von gigantischem Ausmaß sorgte bei Astronominnen und Astronomen rund um den Globus für Aufregung – und für eine Vielzahl an Aktivitäten, um die Folgen eines der nächstgelegenen und möglicherweise energiereichsten Gammastrahlenausbrüche (GRB, gamma-ray burst) zu untersuchen, die jemals beobachtet wurden.

Dieser Gammablitz erhielt den Namen GRB221009A und wurde bereits am 9. Oktober von Röntgen- und Gammastrahlenteleskopen entdeckt. Eine Tage später, in der Nacht von Donnerstag auf Freitag, wurden unter anderem mit dem Gemini-South-Teleskop in Chile die beispiellosen Nachwirkungen dieser Explosion aufgezeichnet.

Geburt eines Schwarzen Lochs

Gammastrahlenausbrüche gehören zu den stärksten Explosionen im Universum und zu den hellsten bekannten Ereignissen. Im konkreten Fall wird vermutet, dass das beobachtete Signal die Geburt eines neuen Schwarzen Lochs markiert, das sich im Herzen eines massereichen Sterns gebildet hat, der unter seinem eigenen Gewicht kollabierte.

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Unter diesen Umständen stößt ein entstehendes Schwarzes Loch mächtige Teilchenstrahlen aus, die fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Die Strahlen durchdringen den Stern und emittieren Röntgen- und Gammastrahlung, während sie ins All strömen. Wenn diese Jets in Richtung Erde gerichtet sind, können wir sie mit speziellen Teleskopen als helle Blitze von Röntgen- und Gammastrahlen beobachten.

Hellster je aufgezeichneter GRB

"Der außergewöhnlich lange GRB 221009A ist der hellste GRB, der jemals aufgezeichnet wurde, und sein Nachleuchten bricht alle Rekorde bei allen Wellenlängen", sagt Brendan O'Connor (University of Maryland, George Washington University), der die Explosion in der Nacht auf Freitag verfolgte. "Weil dieser Ausbruch so hell und außerdem so nah ist, glauben wir, dass dies eine einmalige Gelegenheit ist, einige der grundlegendsten Fragen zu diesen Explosionen zu beantworten, von der Entstehung Schwarzer Löcher bis hin zu Tests von Modellen für dunkle Materie."

Das Nachleuchten von GRB 221009A etwa eine Stunde nach seiner Entdeckung. Die hellen Ringe entstehen durch Röntgenstrahlen, die von sonst nicht beobachtbaren Staubschichten in unserer Galaxie gestreut werden.
NASA/Swift/A. Beardmore (Universität von Leicester)

Aufgrund seiner relativen Nähe zur Erde bietet dieses Ereignis auch eine einzigartige Gelegenheit, den Ursprung der Elemente, die schwerer als Eisen sind, besser zu verstehen und herauszufinden, ob sie alle ausschließlich aus Neutronensternverschmelzungen stammen oder auch von kollabierenden Sternen, die GRBs auslösen.

Ein Jahrhundertereignis?

Bemerkenswert sind weitere außergewöhnliche Berichte über Störungen in der Ionosphäre der Erde im Zusammenhang mit GRB221009A: Durch die energiereiche Strahlung wurden etwa Langwellen-Radioübertragungen beeinflusst. Wissenschafter fragen sich zudem, wie die sehr energiereichen 18-TeV-(Tera-Elektronenvolt-)Photonen, die mit dem chinesischen Large High Altitude Air Shower Observatory beobachtet wurden, mit unserem Standardverständnis von Physik vereinbar sind und ihre 2,4 Milliarden Jahre lange Reise zur Erde überstehen konnten.

"In unserer Forschungsgruppe bezeichnen wir diesen Ausbruch als 'Boat' (Brightest of All Time), denn wenn man sich die tausenden Ausbrüche ansieht, die Gammateleskope seit den 1990er-Jahren entdeckt haben, sticht dieser Ausbruch heraus", sagt Jillian Rastinejad (Northwestern University), die mit Brendan O'Connor eines der Beobachtungsteams leitet, die ihre Teleskope auf GRB221009A gerichtet haben. Ein Gammastrahlenausbruch dieser Helligkeit werde möglicherweise erst in Jahrzehnten oder sogar Jahrhunderten auftreten. (Klaus Taschwer, 17.10.2022)