Oben: Die Computeranimation eines Gammastrahlenausbruchs, der einen Stern zerstört. Hier sieht man, wie der Strahl (weiße Wolke) durch die äußere Hülle des Sterns bricht, etwa neun Sekunden nach seiner Entstehung. Der Materiestrahl, zusammen mit kräftigen Winden aus frisch erzeugtem radioaktivem Nickel-56, das von der Scheibe im Innern fortgeblasen wird, zerschmettert den Stern in Sekunden. Dieser Zerstörungsprozess repräsentiert das Supernovaereignis. (Abbildung: NASA/SkyWorks Digital)

Besagter Ausbruch vom 29. März im Sternbild Löwe, einer der hellsten und nahegelegensten, die bisher aufgezeichnet wurden, zeigt zum ersten Mal, daß ein Gammastrahlenausbruch und eine Supernova, die zwei energiereichsten Explosionen im bekannten Universum, gleichzeitig auftreten, quasi ein schneller und kraftvoller Doppelschlag.

Diese Ergebnisse erschienen in der Ausgabe der Zeitschrift Nature vom 19. Juni. Der Ausbruch wurde von der NASA-Raumsonde zur Erforschung kurzlebiger hochenergetischer Ereignisse (HETE) registriert und wurde im Detail von der übergroßen Teleskopanlage (VLT) der ESO auf dem Paranalberg in Chile beobachtet.

"Darauf haben wir eine sehr lange Zeit gewartet," erklärte Dr. Jens Hjorth von der Universität von Kopenhagen, Hauptautor eines der drei Nature-Artikels."Der Ausbruch vom 29. März enthält alle Informationen, die uns noch fehlten. Er wurde durch den Kollaps des Kerns eines massereichen Sterns verursacht."

Das Team meinte, daß der "Rosetta-Stein"-Ausbruch die Grenze für die Energiemenge, die ein Gammastrahlenausbruch freisetzt herabgesetzt habe und die meisten Theorien bezüglich der Ursache von "Langzeitausbrüchen", die länger als zwei Sekunden andauern, ausschließt.

Gammastrahlenausbrüche überstrahlen für einen kurzen Moment das gesamte Universum im Gammastrahlenbereich, indem sie die Strahlung von einer Million Milliarden Sonnen gebündelt freisetzen. Dennoch dauern sie nur einen flüchtigen Augenblick an, für Sekunden bis zu Minuten, und treten zufällig und gleichmäßig verteilt am Himmel auf, was ihr Studium besonders schwierig macht.

Oben: Die künstlerische Darstellung einer Supernova. (Abbildung: NASA/SkyWorks Digital)

"Der Ausbruch vom 29. März ändert alles," meint Koautor Stan Woosley von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz. "Indem wir dieses fehlende Bindeglied einfügen konnten, wissen wir nun mit Sicherheit, daß zumindest einige Gammastrahlenausbrüche produziert werden, wenn schwarze Löcher, oder zumindest sehr ungewöhnliche Neutronensterne, innerhalb von massereichen Sternen geboren werden. Allerdings können wir dieses Wissen nicht auf alle Beobachtungen von Ausbrüchen anwenden.

GRB 030329, bezeichnet nach seinem Entdeckungsdatum, hat sich in relativ geringer Entfernung zu uns ereignet, in etwa 2 Milliarden Lichtjahren Distanz (bei einer Rotverschiebung von 0.1685). Der Ausbruch dauerte etwa 30 Sekunden. ("Kurze Ausbrüche" dauern weniger als 2 Sekunden.) GRB 030329 gehört zu den 0.2% hellsten Ausbrüchen, die bisher verzeichnet wurden. Sein Nachglühen war noch wochenlang im niederenergetischen Röntgen- und im sichtbaren Licht beobachtbar.

Mit dem VLT entdeckten Hjorth und seine Kollegen im Nachglühen Hinweise für eine sich rapide ausdehnende massereiche Supernovahülle, die man auch als Hypernova bezeichnet, die an derselben Stelle und zum selben Zeitpunkt wie das Nachglühen produziert wurde. Daraus ließ sich folgendes Szenario ableiten:

Ein bläulicher Wolf-Rayet-Stern (ein Sterntyp, benannt nach den französischen Astronomen des 19. Jahrhunderts Charles Wolf und Georges Rayet), bestehend aus etwa 10 Sonnenmassen Helium, Sauerstoff und schwereren Elementen, verbrauchte seinen Brennstoff sehr schnell und startete so den Prozess, der zu einer Supernova vom Typ Ic führte. Der Kern kollabierte, ohne daß der äußere Teil etwas davon merkte. Im Inneren bildete sich ein schwarzes Loch, umgeben von einer Scheibe aus sich ansammelnder Materie, und schleuderte innerhalb von wenigen Sekunden einen Materiestrahl fort vom Schwarzen Loch, der letzten Endes die Ursache für den Gammastrahlenausbruch war.

Oben: Auf diesen Aufnahmen des VLT Kuyen vom 3. April und 1. Mai 2003 ist das verblassende Nachglühen der Hypernova, die hinter dem Gammastrahlenausbruch GRB 030329 stand, gut erkennbar. (Abbildung: ESO)

"Das bedeutet noch nicht, daß das Geheimnis der Gammastrahlenausbrüche vollständig gelöst wurde," meint Woosley. "Wir sind aber überzeugt davon, daß langdauernde Ausbrüche mit einem Kernkollaps zusammenhängen, bei dem möglicherweise ein schwarzes Loch entsteht. Wir haben bereits die meisten Skeptiker überzeugt. Wir konnten aber noch nicht schlüssig bestimmen, was die kurzzeitigen Gammastrahlenausbrüche verursacht."

Kurzzeitige Gammastrahlenausbrüche könnten von verschmelzenden Neutronensternen verursacht werden. Eine von der NASA geleitete internationale satellitenmission mit der Bezeichnung SWIFT, die im Januar 2004 gestartet werden soll, soll sehr schnell den Ausgangsort eines Gammastrahlenausbruchs lokalisieren und könnte so auch das Nachglühen eines kurzzeitigen Gammastrahlenausbruchs eingefangen werden, deren Entdeckung bislang noch aussteht.