Die Frage des Monats

Willkommen bei einer neuen Rubrik von StarChild! Jeden Monat werden wir an dieser Stelle eine häuftig gestellte Frage beantworten.

Die Fragen aus vergangenen Monaten könnt Ihr in unserem Archiv finden.

Die Frage:

Liebes StarChild,
was ist ein Gamma-Ray Burst ?

Die Antwort:

Wenigstens einmal am Tag gibt es am Himmel einen plötzlichen Ausbruch von Gamma-Strahlen, die aus dem Weltraum kommen. Von den Astronomen werden sie auch als "Gamma-Ray Bursts" (Abk.: GRBs) bezeichnet. Solche Ausbrüche können zeitweise heller werden als alle anderen Quellen von Gamma-Strahlung im Universum. Die Dauer dieser Ausbrüche erstreckt sich von einem Sekundenbruchteil bis zu einer halben Stunde. Jedoch können die Astronomen weder die Zeitdauer noch die Stelle am Himmel, an der der Ausbruch erscheint, vorhersagen. Solch ein Gamma-Ray Burst erzeugt in 10 Sekunden mehr Energie als unsere Sonne in 10 Milliarden Jahren.

Um zu verstehen, was ein Gamma Ray Burst ist, muss man wissen, dass es sich bei bei den Gamma-Strahlen um die energiereichste Form von Licht handelt. Licht - bzw. elektromagnetische Strahlung - kann man sich als kleine Energiepakete vorstellen. Wissenschaftler bezeichnen diese Pakete auch als "Photonen". Die Energie, die diese Teilchen haben können, erstreckt sich über einen sehr weiten Bereich. Die energieärmsten Photonen werden als Radiowellen bezeichnet und die energiereichsten Photonen nennt man Gammastrahlen. Das Menschliche Auge ist fast blind für den gesamten Bereich der elektomagnetischen Strahlung. Die Ausnahme bildet ein schmaler Bereich, den man als "sichtbares Licht" bezeichnet. Würde ein Astronom das Universum nur im sichtbaren Licht beobachten, so wäre ihm ein grosser Teil des Universum unzugänglich. Ereignisse wie die Entstehung und der Tod von Sternen senden Photonen über das ganze elektromagnetische Spektrum aus. In den letzten 30 Jahren haben die Astronomen Möglichkeiten gefunden, das Univerum allen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums (enischliesslich Radiowellen und Gammastrahlung) zu beobachten. Dadurch konnten wir so faszinierende Ereignisse wie die GRBs überhaupt erst entdecken.

Was ist die Ursache eines Gamma-Ray Bursts?

Die ersten Gamma-Ray Bursts wurden Ende der sechziger Jahre mit Hilfe von Satelliten entdeckt. Eigentlich sollten diese Satelliten die Gamma-Strahlung beobachten, die bei Nuklearwaffentests in der Atmosphäre entsteht, um so die Einhaltung eines Atombomenttest-Stop-Abkommens zu überwachen.

Es gibt mehrere Theorien zur Entstehung von Gamma-Ray Bursts.
Eine Theorie geht von einem Zusammenstoss zweier Neutronensterne (das sind die Leichen von Sternen, die zwischen fünf und zehn Sonnenmassen haben).

Eine zweite Theorie schlägt als Ursache für Gamma-Ray Bursts die Verschmelzung eines Neutronensterns und eines schwarzen Lochs bzw. zweier schwarzer Löcher vor. Schwarze Löcher sind die Überreste von einstmals sehr massenreichen Sterne (d.h. Sterne mit mehr als 20 Sonnenmassen).

Ein Theorie, die bei den Astronomen mehr und mehr Aufmerksamkeit gewinnt, besagt, das Gamma-Ray Bursts entstehen, wenn Matreie durch den Ausbruch einer Hypernova mit beinahe Lichtgeschwindigkeit in Richtung der Erde geschleungit wird. Eine Hypernova entsteht, wenn die massereichsten Sterne am Ende ihres Lebens Explodieren und danach zu schwarzen Löchern zusammenfallen. Bei soch einer Explosion wird mindestens 100 Mal mehr Energie frei als bei einer Supernova-Explosion.

Eines der grössten Probleme bei der Suche nach Gamma-Ray Bursts liegt darin, dass die diese Ausbrüche nur von sehr kurzer Dauer sind. Wurde ein Gamma-Ray Bursts entdeckt, so ist er meistens schon wieder verschwunden, bevor man einen Satelliten in seine Richtung drehen konnte, um Beobachtungsdaten aufzunehmen. Kürzlich konnten einige Wissenschaftler jedoch einen Gamma-Ray Ausbruch im sichtbaren Licht beobachten. Dieser Erfolg war das Resultat von guter Planung, Zusammenarbeit und viel Glück. Am 23. Januar 1999 wurde eine Gruppe von Wissenschaftlern innerhalb von vier Sekunden nach dem Beginn eines Ausbruchs darüber unterrichtet, dass gerade ein Gamma-Ray Bursts vor sich ging. Wegen der gemeinsamen Anstrengung von Wissenschaftlern und Sternwarten in aller Welt, konnten Beobachtungen vom Anfag bis zum Ende des Ausbruchs in verschiedenen Bereichen des elektormagnetischen Spektrum gewonnen werden. Im sichtbaren Licht hatte der Ausbruch eine Helligkeit von 10 Millionen Sonnenleuchtkräften. Das war aber nur ein tausendstel seiner Leuchtkraft im Gamma-Bereich!

Es bestehen gute Aussichten, dass das Rätsel der Gamma-Ray Bursts in Zukunft gelöst werden könnte. Swift, ein Satellit der NASA, der das Weltall in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums beobachten soll, wird voraussichtlich im Jahr 2003 starten. Der Satellit ist in der Lage sich innerhalb von 50 Sekunden auf einen Gamma-Ray Burst auszurichten. Die Wissenschaftler hoffen, dass durch Beobachtungen im optischen, Ultraviolett-, Röntgen- und Gammabereich das Geheimnis der Gamma-Ray Bursts gelöst werden kann.


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StarChild ist ein Service des "High Energy Astrophysics Science Archive Research Center" (HEASARC),  Direktor: Dr. Nicholas E. White, innerhalb des "Laboratory for High Energy Astrophysics" (LHEA) bei der NASA/ GSFC.

StarChild Autoren: Das StarChild Team
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Technische Unterstützung: Sherri Calvo


Übersetzt mit freundlicher Genehmigung von Dr. Laura A. Whitlock.
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