Gammastrahlenausbrüche gelten als die kleinen Brüder des Urknalls, denn in den gewaltigen, aber nur sekundenkurzen Explosionen werden Schwarze Löcher geboren. Um die plötzlichen Explosionen im All jetzt besser und schneller untersuchen zu können, hat das GROND Teleskop am La Silla Observatorium in Chile jetzt seinen Betrieb aufgenommen.
Die durch die Explosion sterbender Sterne ausgelösten Gammastrahlenausbrüche gehören zu den energiereichsten Phänomenen des Alls. Trotz der riesigen Energiemenge, die dabei freigesetzt wird, dauert das Nachglühen dieser Ausbrüche nur wenige Stunden. Will man sie genau beobachten und messen, muss daher alles sehr schnell gehen.
“So waren wir motiviert etwas zu konstruieren, das innerhalb von Minuten die Entfernung der Gammabursts bestimmt, um dann schneller mit den Teleskopen am Very Large Telescope (VLT) genauere spektroskopische Untersuchungen starten zu können“, erklärt Projektleiter Jochen Greiner vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. Das Forscherteam um Jochen Greiner baute in Kooperation mit der Thüringer Landessternwarte Tautenberg das GROND-Instrument, eine einmalige „Kamera“ mit sieben Detektoren, jeder hinter einem anderen Filter. Damit lassen sich die Gammabursts im sichtbaren und infraroten Bereich gleichzeitig beobachten, und so schneller als je zuvor deren Entfernung vermessen.
Damit revolutionieren die Forscher ein altes System. Satelliten wie Swift registrieren zwar die Gammabursts im Gammastrahlungsbereich, bestimmen aber keine Entfernung. Bisherige Instrumente an Teleskopen auf der Erde erstellen dagegen immer nur Bilder in einem Farbband, so dass man mehrere Aufnahmen in verschiedenen Farbfiltern nacheinander braucht, ehe man die Entfernung bestimmen kann. Das ist bei Gammabursts praktisch unmöglich, weil ihr Nachglühen schneller an Helligkeit nachlässt als man diese vielen Bilder aufnehmen kann.
Beobachtung auf mehreren Kanälen gleichzeitig
GROND kann die Entfernung von Gammabursts und anderen galaktischen Objekten viel schneller als bisher bestimmen und so auch weit entfernte, sterbende Sterne beobachten. Die Gammastrahlung, eine hochenergetische elektromagnetische Strahlung, entsteht, wenn Atome radioaktiv zerfallen oder – wie bei den Bursts – Elektronen, die fast Lichtgeschwindigkeit haben, im Magnetfeld der Explosion abgelenkt werden und dabei Synchrotronstrahlung aussenden. Misst ein Satellit nun die Gammastrahlen eines Strahlenausbruchs, alarmiert ein spezielles System das MPG/ESO Teleskop in la Silla, welches sofort auf die Stelle im All gerichtet wird.
„Um dann die Entfernung des Gammabursts so genau wie möglich zu messen, macht GROND die Bilder in sieben unterschiedlichen Bereichen gleichzeitig; vier Bänder im sichtbaren und drei im nahen Infrarotbereich“, so Greiner: „Ein neues Programm soll uns dann schon Minuten nach dem Alarm die Entfernung des Bursts oder des Objekts liefern“.
Rotverschiebung als Messlatte
Das Teleskop nutzt die Technik der Rotverschiebung des Lichtes, mit deren Hilfe sich feststellen lässt, wie weit ein Objekt entfernt ist. Genutzt wird dabei das so genannte Hubble´sches Gesetz. Nach diesem werden die von einem Obnjekt ausgwsendeten Wellen um so wieter in den langwelligeren, roten Bereich veschoben, je schneller sich ein Objekt vom Beobachter entfernt und je weiter entfernt es ist.
Über dieses Gesetz gibt die Entfernung auch gleichzeitig Aufschluss über das Alter der Gammabursts. GROND kann Objekte in einem Rotverschiebungsbereich von 3,5 bis 15 vermessen. Die bisher jüngste Galaxie, die beobachtet wurde, liegt bei einer Rotverschiebung von etwa sieben. Die Forscher vermuten, dass die ersten Sterne bei einer Rotverschiebung von 15 bis 25 entstanden sind. „Wir wollen Strahlungsexplosion so nahe am Urknall beobachten, wie noch niemand zuvor“, sagt Greiner.
Das Ziel von GROND ist es, dem VLT zu sagen, in welchen Bereich genau die Bursts spektroskopisch aufgenommen werden sollen, denn dafür braucht man die genaue Entfernung zum Objekt. Das System wurde bereits erfolgreich an einem Quasar getestet, der mehr als 12 Milliarden Jahre entfernt ist. Jetzt warten die Forscher auf den nächsten Geburtsschrei eines Schwarzes Lochs.
(MPG, 10.07.2007 – NPO)
