Rätselhafte Super-Explosion in Galaxienkern

Vor gut einer Woche haben Astronomen eine ungewöhnliche Explosion am Himmel entdeckt – heller und energiereicher als alles bisher Bekannte. Normalerweise erreichen nur Gammastrahlen-Ausbrüche solche Intensitäten, verblassen aber innerhalb von Stunden wieder. Diese Strahlenquelle aber hält unvermindert an. Inzwischen hat das Hubble Weltraumteleskop zumindest die Lage der Explosion enthüllt: In einer 3,8 Milliarden Lichtjahre entfernten kleinen Galaxie. Die Ursache der Emission ist aber noch immer unklar.

Am 28. März 2011 gab das Burst Alert Teleskop an Bord des SWIFT-Observatoriums der NASA Alarm: Es hatte in der Konstellation Draco eine extrem helle Explosion gesichtet. Die Position der sehr energiereichen Strahlung wurde als Gammastrahlen-Ausbruch GRB110328A katalogisiert und Astronomen weltweit zur weiteren Beobachtung aufgefordert. Innerhalb von kürzester Zeit nahm ein gutes Dutzend Teleskope die Leuchtquelle ins Visier.

Diese schwächte sich auch nach einigen Stunden nicht ab, was für einen Gammastrahlen-Ausbruch äußerst ungewöhnlich ist. Stattdessen beobachteten die Astronomen immer weitere Emissionspulse. „Wir kennen Objekte in unserer eigenen Galaxie, die wiederholte Explosionen produzieren können, aber sie sind tausend Millionen Mal weniger stark wie die, die wir jetzt sehen“, erklärt Andrew Fruchter vom Space Telescope Science Institute in Baltimore. „Das ist wirklich außergewöhnlich.“

Sternensturz in Schwarzes Loch?

Am Montag, den 4. April gelang es dem Weltraumteleskop Hubble, die Quelle der Explosion näher zu bestimmen: Sie liegt rund 3,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt nahe dem Zentrum einer kleinen Galaxie. Auch das Röntgenteleskop Chandra bestätigte diese Position. Im Zentrum der meisten Galaxien, auch der Milchstraße, liegt ein sehr massereiches Schwarzes Loch. Nach Ansicht der Forscher könnte sich die Explosion ereignet haben, als ein Stern in das vier Millionen Sonnenmassen umfassende schwarze Loch der Galaxie hineinstürzte.

„Wir haben die Hubble-Beobachtung sehnlichst erwartet“, erklärt Neil Gehrels, leitender Wissenschaftler des Swift-Projekts am Goddard Space Flight Center der NASA. „Die Tatsache, dass sich die Explosion im Zentrum der Galaxie ereignete sagt uns, dass sie höchstwahrscheinlich mit einem massereichen Schwarzen Loch zusammen hängt. Das könnte eine der Schlüsselfragen zu diesem rätselhaften Ereignis klären.“

Gammastrahlen-Ausbruch GRB110328A © NASA / Swift / Stefan Immler

Teilchenstrom mit nahezu Lichtgeschwindigkeit?

Ungewöhnlich bleibt das Ereignis aber dennoch. Denn der Absturz eines Sterns in ein Schwarzes Loch ist zuvor schon mehrfach beobachtet worden, niemals aber trat dabei eine so starke und schwankende Röntgenstrahlung auf wie bei GRB 110328A. Allein seit dem 3. April hat sich die Strahlenquelle um das Fünffache verstärkt. Die Astronomen gehen davon aus, dass die Röntgenstrahlung von Materie in einem hoch beschleunigten Teilchenstrom ausgeht, der entlang der Rotationsachse des Schwarzen Lochs austritt.

„Die beste Erklärung, die wir im Moment haben ist, dass wir genau den Strahl dieses Jets entlang schauen“, erklärt Andrew Levan von der Universität von Warwick in Großbritannien, der die Beobachtungen durch das Röntgenteleskop Chandra leitete. „Wenn wir genau ins Zentrum eines solchen Jets blicken, lässt uns eine spezielle Helligkeits-Verstärkung Details sehen, die wir sonst übersehen würden.“ Diese auch als relativistisches Beaming bekannt Verstärkung ereignet sich immer dann, wenn Materie auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und quasi „von vorn“ betrachtet wird. Weitere Beobachtungen sollen nun zeigen, ob diese Erklärungen zutreffen.

(NASA, 08.04.2011 – NPO)