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GAMMA-RAY-BURSTS
Beobachtung mit Einsteins Hilfe
von Stefan Deiters
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28. September 2000

Dank eines Zufalls konnten amerikanische Wissenschaftler erstmals die Stoßwelle einer Explosion beobachten, die mit einem Gamma-Ray-Burst in Zusammenhang steht. Sie machten sich dabei den Gravitationslinsen-Effekt zu Nutze, der aus Einsteins Relativitätstheorie folgt. Die Ursache der gewaltigen Ausbrüche im Gammastrahlen-Bereich bleibt allerdings weiterhin ungeklärt.  

Eine gehörige Portion Glück kam den Astronomen vom Harvard-Smithonian Center for Astrophysics zur Hilfe, als sie sich mit dem Objekt GRB 000301C beschäftigten, das - wie die Nummerierung vermuten lässt - im März dieses Jahres entdeckt wurde. GRB 000301C liegt nämlich quasi auf halben Weg zur anderen Seite des sichtbaren Universums und hätte eigentlich so detailliert gar nicht beobachtet werden können. Doch die Wissenschaftler sahen einen kleinen sich schnell ausbreitenden Ring, was exakt ihren Erwartungen entsprach.

"Diese Entdeckung sah genau so aus, was wir uns schon immer eine Stoßwelle eines Gamma-Ray-Bursts vorgestellt hatten", erläuterte Peter Garnavich von der Universität von Notre-Dame. "Die Fähigkeit eine Explosion in dieser Entfernung aufzulösen, ist wirklich recht beeindruckend."

Gamma-Ray-Bursts beschäftigten die Astronomen schon seit Ende der 60er Jahre. Durchschnittlich findet ein solcher kurzzeitiger und energiereicher Strahlungsausbruch einmal täglich irgendwo am Himmel statt. Woher sie kommen, ist bis heute ungeklärt, doch glauben mittlerweile die meisten Wissenschaftler, dass die Gamma-Ray-Bursts ihren Ursprung außerhalb unserer eigenen Galaxis haben. 

Dass den Forschern die Beobachtung einer ringförmigen Struktur gelang, die von einem Gamma-Ray-Burst ausgeht, ist ungeheures Glück: Es gelang nur durch den sogenannten Mikrolensing-Effekt, wonach nach Einsteins Relativitätstheorie das Licht eines entfernten Objektes durch die Gravitationswirkung eines Objektes verstärkt wird, das gerade die Sichtlinie zu dem entfernten Objekt durchläuft. "Mikrolensing-Ereignisse beobachtet man gewöhnlich in unserer eigenen Galaxis", sagte Kris Stanek vom Harvard Smithonian Center for Astrophysics. "Hier wurde der Effekt erstmals bei einem entfernten Gamma-Ray-Burst gesehen."  

Die Astronomen konnten dank dieser besonderen Konstellation nicht nur bestätigen, dass es eine ringförmige Stoßwelle um den Ort des Gamma-Ray-Bursts gibt, sie konnten auch Aussagen über das Objekt machen, das für die Lichtverstärkung verantwortlich ist. Es handelt sich dabei vermutlich um einen Stern, der nur rund halb so groß wie unsere Sonne ist.

Die genaue Berechnung, wie eine Gamma-Ray-Burst-Stoßwelle aussehen würde, ist nicht ganz trivial: Durch die gewaltige Explosion, die den Burst verursacht, dehnt sich die Welle mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus. Für einen Beobachter bedeutet das in diesem Fall, dass er - nach der speziellen Relativitätstheorie - eine Stoßwelle sehen wird, die sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreitet. Und genau dieses haben die gemessenen Daten bestätigt.

Wegen der enormen Entfernung erscheint der sich ausbreitende Ring trotzdem winzig klein, so dass selbst das Hubble-Weltraumteleskop hier keine direkte Beobachtung machen kann. Um diese Stoßwelle direkt zu sehen, müsste ein Teleskop einen Ehering in über drei Millionen Kilometer Entfernung ausmachen - oder ein normal gedrucktes kleines "o" auf dem Mond entziffern können.  

siehe auch
Gamma-Ray-Bursts: Ursprung im Sternentstehungsgebiet - 29. Juni 2000
Gamma-Ray-Bursts: Neues Fenster in frühe Universum
- 24. November 1999
Gamma-Ray-Bursts: Perfekte Heirat
- 30. September 1999
Gamma-Ray-Bursts: Weltweite Jagd nach GRB990510
- 21. Mai 1999
Gamma-Ray-Bursts: Spektakuläre Explosionen - 13. April 1999
Gamma-Ray-Bursts: Verlöschender Feuerball - 15. März 1999
Gamma-Ray-Bursts: Unerwartetes Mordsding - 1. Februar 1999
AstroLinks: Gammastrahlen-Astronomie
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