Am 25. Dezember 2010 um 13:38 Uhr EST, das Swift Burst Alert Telescope der NASA, entdeckte einen besonders langlebigen Gammastrahlenausbruch im Sternbild Andromeda. Der Ausbruch (bekannt als GRB 101225A) dauerte fast eine halbe Stunde und kam aus einer unbekannten Entfernung. Die Astronomen konnten sich genau überlegen, was eine so schillernde Weihnachtsanzeige hervorgebracht haben könnte.
Jetzt gibt es nicht nur einen, sondern zwei Theorien darüber, was diesen Ausbruch verursacht hat, berichteten beide in Arbeiten eines Forscherteams des Instituts für Astrophysik in Granada, Spanien. Die Beiträge erscheinen in der Ausgabe vom 1. Dezember von Natur.
Gammastrahlen sind die leuchtendsten Explosionen des Universums. Die meisten treten auf, wenn einem massiven Stern der Kernbrennstoff ausgeht. Wenn der Kern des Sterns zusammenbricht, entsteht ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern, der intensive Gas- und Strahlungsstrahlen nach außen sendet. Während die Jets in den Weltraum schießen, treffen sie auf Gas, das zuvor vom Stern abgegeben wurde, und erhitzen es, wodurch ein helles Nachleuchten entsteht.
Wenn ein GRB-Jet zufällig auf die Erde gerichtet ist, kann er von Instrumenten wie denen an Bord des Swift-Raumfahrzeugs erkannt werden.
Glücklicherweise kommen GRBs normalerweise aus großen Entfernungen, da sie extrem mächtig sind und möglicherweise eine Gefahr für das Leben auf der Erde darstellen können, wenn man direkt aus nächster Nähe zuschlägt. Zum Glück sind die Chancen dafür extrem gering… aber nicht vorhanden. Dies ist ein Grund, warum GRBs für Astronomen von so großem Interesse sind. Ein Blick ins Universum ist in gewisser Weise so, als würde man auf die Läufe einer unbekannten Anzahl entfernter Kanonen hinunterblicken.
Es wird vermutet, dass der „Weihnachtsausbruch“ 2010, wie das Ereignis auch genannt wurde, einen Neutronenstern als Schlüsselspieler hat. Die unglaublich dichten Kerne, die nach dem Tod eines massiven Sterns übrig bleiben, Neutronensterne drehen sich extrem schnell und haben intensive Magnetfelder.
Eine der neuen Theorien sieht einen Neutronenstern als Teil eines binären Systems vor, zu dem auch ein expandierender roter Riese gehört. Der Neutronenstern wurde möglicherweise von der äußeren Atmosphäre seines Partners verschlungen. Die Schwerkraft des Neutronensterns hätte dazu geführt, dass er mehr Masse und damit mehr Impuls erhalten hätte, wodurch er sich schneller drehte und gleichzeitig sein Magnetfeld anregte. Das stärkere Feld hätte dann einen Teil des Sternmaterials als Polarjets in den Weltraum abgefeuert… Jets, die dann mit zuvor ausgestoßenen Gasen wechselwirkten und den von Swift detektierten GRB erzeugten.
In diesem Szenario befindet sich die Quelle des Weihnachtsausbruchs in einer Entfernung von etwa 5,5 Milliarden Lichtjahren, was mit dem beobachteten Standort einer schwachen Galaxie zusammenfällt.
Eine alternative Theorie, die auch vom Forscherteam akzeptiert wird, beinhaltet die Kollision eines kometenähnlichen Objekts und eines Neutronensterns in unserer eigenen Galaxie, etwa 10.000 Lichtjahre entfernt. Der kometenähnliche Körper könnte einem Kuipergürtel-Objekt ähneln, das in einer entfernten Umlaufbahn um einen Neutronenstern die anfängliche Supernova-Explosion überlebt haben könnte, um dann auf einem spiralförmigen Pfad nach innen zu landen.
Das Objekt, das schätzungsweise halb so groß wie der Asteroid Ceres ist, wäre aufgrund von Gezeitenkräften zerbrochen, als es sich dem Neutronenstern näherte. Trümmer, die auf den Stern auftraten, hätten eine von Swift nachweisbare Gammastrahlenemission erzeugt, wobei später eintreffendes Material die Dauer des GRB in das Röntgenspektrum verlängerte… was ebenfalls mit Swifts Messungen zusammenfiel.
Beide Szenarien stimmen mit Prozessen überein, die jetzt von Forschern als plausible Erklärungen für GRBs akzeptiert werden, dank der Fülle von Daten, die das 2004 eingeführte Swift-Teleskop liefert.
"Das Schöne am Weihnachtsausbruch ist, dass wir uns auf zwei exotische Szenarien berufen müssen, um dies zu erklären, aber solche seltenen Sonderbälle helfen uns, das Feld voranzubringen", sagte Chryssa Kouveliotou, Mitautorin der Studie im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville , Alabama.
Weitere Beobachtungen mit anderen Instrumenten wie dem Hubble-Weltraumteleskop sind erforderlich, um zu erkennen, welche der beiden Theorien am wahrscheinlichsten der Fall ist… oder vielleicht beide auszuschließen, was bedeuten würde, dass etwas ganz anderes die Quelle des Weihnachtsausbruchs 2010 ist!
