Gestern habe ich angefangen, etwas über Gammablitze oder Gamma Ray Bursts (GRBs) zu erzählen. Bzw. habe ich erstmal erklärt, was Gammastrahlung ist und warum die Astronomen sie beobachten wollen. Und dann wurden in den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts plötzlich gewaltige Gammastrahlungsausbrüche entdeckt – und keiner wusste, um was es sich dabei handelt.
Heute sind wir schon etwas schlauer…
Unwahrscheinlich viel Energie!
Diese Gammablitze waren wirklich außergewöhnlich. Irgendwo im All wurde während eines sehr kurzen Zeitraums anscheinend unwahrscheinlich viel Energie freigesetzt. In ein paar Sekunden mehr Energie, als unsere Sonne in ein paar Milliarden Jahren abstrahlt! Die GRBs strahlten kurzfristig heller als ganze Galaxien voller Sterne.
Man hat ziemlich schnell gemerkt, dass so ein Gammablitz aus eng fokussierter Strahlung bestehen muss. Würde ein GRB seine Strahlung in alle Richtungen abgeben, so wie zum Beispiel unsere Sonne es tut, dann müsste die gesamte abgestrahlte Energiemenge Strahlungsleistung bei einem typischen Ausbruch unvorstellbare 1045 Watt haben (also ausgeschrieben 1000000000000000000000000000000000000000000000 Watt – eine 1, gefolgt von 45 Nullen). Das ist fast das 3 trillionenfache von dem, was unsere Sonne leisten kann.
Das regelmäßige Ereignisse mit solchen unvorstellbaren Energien im Weltraum stattfanden, war unwahrscheinlich. Viel wahrscheinlicher ist es, dass die Energie nicht überall hin abgestrahlt wird, sondern eng fokussiert in 2 Strahlen abgegeben wird – so wie das Licht eines Leuchtturms. Wir auf der Erde sehen dann nur die GRBs, deren Strahlen zufällig auf uns gerichtet sind. Unter dieser Annahme ist weniger Energie nötig, um die beobachteten GRBs zu erzeugen – aber immer noch enorm viel!
Künsterlische Darstellung des GRB 080319B (Bild: NASA)
Man fand auch heraus, dass es zwei verschiedene Typen von GRBs gibt: einige dauerten nur wenige Sekunden; anderen leuchteten eine halbe Minute oder länger im Gammalicht auf.
Aber was erzeugt nun diese Ereignisse? Die Dauer der GRBs ist ein erster Hinweise. Wenn das Aufleuchten nur so kurz anddauert, dann kann es kein großes Objekt sein, dass das leuchtet. Das Objekt, dessen Helligkeit sich ändert, muss kleiner sein als der Zeitraum der Helligkeitsänderung multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit (vielleicht ein bisschen größer, wenn man relativistische Effekte berücksichtigt). Was immer die GRBs also auch verursacht, muss klein sein. “Klein” ist hier astronomisch zu verstehen – also im Sinne von “klein wie ein Stern, nicht so groß wie eine Galaxie”.
Woher kommen die Dinger?
Aber das hilft noch nicht allzu sehr weiter. Man wusste immer noch nicht, wo genau die GRBs eigentlich herkamen. Man hatte ja immer nur die Gammastrahlung beobachtet – aber wenn man die selbe Stelle am Himmel mit normalen Teleskopen im optischen Licht betrachtete sah man nie etwas, dass der Ursprung der GRBs sein hätte können. Aus den Gammabeobachten alleine ließ sich aber schwere eine Entfernung bestimmen.
Um mehr herauszufinden musste man im wesentlich auf das Compton Gamma Ray Observatory warten. 1991 wurde dieses Weltraumteleskop zur Gammastrahlenbeobachtung ins All gebracht. Mit an Bord war das Instrument BATSE (Burst and Transient Source Experiment), das speziell dazu ausgelegt war, GRBs zu beobachten.
BATSE arbeitete acht Jahre und fand über 2000 Gammablitze und so waren sie am Himmel verteilt:
Die GRBs waren isotrop über den ganzen Himmel verteilt – es zeigten sich keine statistisch relevanten Häufigkeiten. Das war aber ein deutlicher Hinweis, dass es sich um Objekte handeln musste, die außerhalb unserer Galaxie, der Milchstrasse lagen!
Denn unsere Galaxis ist im wesentlichen eine Scheibe und wir befinden uns mitten drin. Würden die GRBs innerhalb dieser Scheibe stattfinden, dann würden sie am Himmel gehäuft in einem bestimmten Streifen – der Ebene der Galaxie – auftreten. Wenn sie allerdings überall zu sehen sind, dann müssen sie auch von überall herkommen – also aus anderen Galaxien!
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