Neues Licht auf dunkle Gamma-ray Bursts
von Stefan Deiters astronews.com
17. Dezember 2010
Mithilfe des Instruments GROND am 2,2-Meter
MPG/ESO-Teleskop in La Silla glauben Astronomen das Geheimnis der dunklen Gamma-ray
Bursts gelöst zu haben. Es handelt sich dabei um energiereiche Ausbrüche im
Gammastrahlenbereich, von denen sich in bestimmten Wellenlängen kein Nachglühen
beobachten lässt. Der wichtigste Grund dafür scheint Staub zu sein.

So stellt sich ein Künstler einen Gamma-ray
Burst vor.
Bild: ESO / L. Calçada |
Gamma-ray Bursts (GRB) gehören mit zu den energiereichsten
Phänomenen im Universum. Vollkommen unerwartet kann es aus einer beliebigen
Richtung zu einem gewaltigen Ausbruch an Gammastrahlung kommen, der nur für
einige Sekunden oder auch einige Minuten andauert. Durch immer bessere
Möglichkeiten, diese Ausbrüche zu entdecken, stellten Astronomen aber vor
einigen Jahren fest, dass nach dem eigentlichen Burst für längere Zeit eine Art
Nachglühen zu beobachten ist.
Und dieses Nachglühen kann sehr verschieden sein: So ließ es sich zwar bei
allen Gamma-ray Bursts im Röntgenbereich nachweisen, doch nur in etwa der Hälfte
der beobachteten Ausbrüche auch im sichtbaren Bereich des Lichts. Manche
Astronomen glaubten deswegen, dass es sich um eine besondere Art von Bursts
handelte, andere machten die Entfernung des Ausbruchs für das Fehlen des
Nachglühens im Optischen verantwortlich, wieder andere glaubten, dass Staub
zwischen uns und dem Ort des Ausbruchs das Phänomen erklären kann.
"Die Untersuchung des Nachglühens von Gamma-ray Bursts ist entscheidend für
das Studium der Objekte, die für den Burst verantwortlich waren und für unser
Verständnis der Sternentstehung im frühen Universum", erläutert Jochen Greiner
vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München,
der auch Erstautor eines entsprechenden Fachartikels in der Zeitschrift
Astronomy & Astrophysics ist.
Eines der wichtigsten Hilfsmittel der Gamma-ray Burst-Forscher ist der 2004
gestartete NASA-Satellit Swift. Er scannt den Himmel ständig nach
Bursts ab und übermittelt deren Position sofort an Teleskope auf der Erde, die
dann das Nachglühen des Bursts beobachten können. Ein Instrument, das speziell
zu diesem Zweck entwickelt wurde, ist der Gamma-ray Burst Optical and
Near-infrared Detector (GROND), der an das 2,2-Meter-MPG/ESO-Teleskop in La
Silla montiert ist. Die Astronomen glauben, damit die Ursache für das fehlende
optische Nachglühen eindeutig identifiziert zu haben.
GROND kann sehr schnell auf eine Gamma-ray Burst-Meldung von Swift
reagieren und ermöglicht so Beobachtungen nur wenige Minuten nach der Entdeckung
eines solchen Ausbruchs. Dabei macht das Instrument Messungen in zahlreichen
verschiedenen Wellenlängenbereichen - vom Röntgenbereich bis zum nahen Infrarot.
Mit diesen Informationen konnten die Astromomen den Staubanteil auf dem Weg vom
Ort des Bursts zur Erde bestimmen. Bislang war man hier auf grobe Schätzungen
angewiesen.
Mit Hilfe der GROND-Daten und der von anderen Teleskopen gelang es den
Astronomen auch die Entfernung nahezu aller untersuchten Gamma-ray Bursts zu
ermitteln. Bei einer Vielzahl der Bursts war durch störenden Staub nur noch 60
bis 80 Prozent der ursprünglichen Strahlung zu sehen, bei sehr entfernten Bursts
sogar nur 30 bis 50 Prozent. Die Astronomen schließen daraus, dass es sich bei
den meisten dunklen Gamma-ray Bursts somit lediglich um Ausbrüche handeln
dürfte, deren ohnehin schon geringe Strahlung im sichtbaren Bereich des Lichts
komplett vom Staub verschluckt wird.
"Im Vergleich zu vielen Instrumenten an großen Teleskopen ist GROND ein sehr
einfaches und preiswertes Instrument. Trotzdem konnten wir mit ihm das Rätsel um
die dunklen Gamma-ray Bursts überzeugend lösen", freut sich Greiner.
Astronomen unterscheiden zwei Arten von Gamma-ray Bursts, die sich durch die
Länge des Ausbruchs unterscheiden: Die längere Variante, die auch von Greiner
und seinen Kollegen untersucht wurde, entsteht nach den aktuellen Theorien durch
die Supernova-Explosion eines massereichen Sterns. Kürzere Gamma-ray Bursts
hingegen könnten durch die Kollision und Verschmelzung von kompakten Objekten
wie Neutronensternen entstehen.
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