Astronomen registrieren Gammastrahlung

Blick ins Dunkle Zeitalter des Kosmos

Über 13 Milliarden Jahre brauchte die Strahlung eines explodierten Sterns um die Erde zu erreichen - und übertrifft damit den bisherigen Entfernungsrekord um 150 Millionen Lichtjahre. Der am 23. April dieses Jahres von dem amerikanisch-europäischen Satelliten-Observatorium Swift registrierte Gammastrahlungs-Ausbruch bietet den Astronomen erstmalig einen Blick in das so genannte Dunkle Zeitalter des Kosmos, die Epoche zwischen dem Urknall und dem Aufleuchten der ersten Sterne.
NASA's GLAST Satellit

NASA's GLAST Satellit

Im Fachblatt "Nature" berichten zwei Forscherteams vonden Beobachtungen,
mit denen sie die Rekordentfernung des Strahlungs-Ausbruchs messen konnten.

"Es ist erstaunlich, dass es im Universum bereits so früh massereiche
Sterne gab, die in dieser Weise explodieren konnten", erklärt Alberto
Fernandez-Soto von der Universität Valencia, ein spanischer Astronom,
der an den Nachbeobachtungen der Explosion beteiligt war. Zu
Gammastrahlungs-Ausbrüchen kommt es, wenn extrem massereiche Sterne
ihren Vorrat an nuklearem Brennstoff aufgebraucht haben und kollabieren.
Übersteigt ihre Masse einen Grenzwert von etwa dem Zwanzigfachen der
Sonnenmasse, so entsteht kein Neutronenstern, sondern ein Schwarzes
Loch. Bei dieser Katastrophe bilden sich durch Rotation und Magnetfelder
über den Polen des sterbenden Sterns Strahlen ("Jets"), in denen ein
Teil der Materie mit hoher Geschwindigkeit ins All ausgestoßen wird.

Rund 400 Millionen Jahre nach dem Urknall hatte sich der Kosmos so weit
abgekühlt, dass sich aus Protonen und Elektronen neutrale Wasserstoff-
Atome bilden konnte. Erst danach konnten die ersten Sterne entstehen -
und mit ihrer Strahlung das Gas zwischen den Galaxien erneut ionisieren,
also den Wasserstoffatomen ihre Elektronen entreißen. Der Gamma-
Ausbruch vom 23. April bietet den Astronomen erstmals einen Einblick in
diese Epoche, die bis etwa 900 Millionen Jahre nach dem Urknall andauerte.

Nachdem Swift den Gamma-Ausbruch registriert hatte, alarmierte ein
automatisches System sofort Astronomen in aller Welt. Innerhalb weniger
Stunde nach dem Ausbruch konnten die Forscher an mehreren Sternwarten
das Nachglühen der Explosion im infraroten und optischen Spektralbereich
beobachten und daraus die Rekordentfernung der Explosion berechnen.
Überraschenderweise unterscheidet sich das Nachleuchten der fernen
Explosion nicht von Gammaausbrüchen in geringeren Entfernungen. Das
spricht nach Ansicht der Astronomen dafür, dass es sich bei dem
explodierten Objekt nicht um einen Stern der allerersten Generation im
Kosmos gehandelt hat. Die Forscher hoffen deshalb, Gammaausbrüche mit
noch größeren Entfernungen zu finden.

Dr. Rainer Kayser arbeitet als freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.
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Künstlerische Darstellung eines massereichen Sterns, der gerade zu einem Schwarzen Loch zusammenstürzt. Strahlungsenergie in Form hochenergetischer Gamma-Strahlung wird dabei in Richtung der Rotationsachse des Objekts in den Weltraum abgestrahlt. Solche Strahlungs-Ausbrüche können von wenigen Millisekunden bis zu mehreren Minuten dauern.
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