Der von der NASA betriebene Swift-Satellit, das Hubble Space Telescope und das Chandra X-ray Observatory haben zusammengearbeitet, um eine der rätselhaftesten kosmischen Ausbrüche zu untersuchen, die jemals beobachtet wurden. Mehr als eine Woche später leuchtet die hochenergetische Strahlung an ihrem Ursprungsort immer noch auf und schwächt sich ab.
Astronomen sagen, sie hätten nie zuvor etwas so helles, langlebiges und variables gesehen. Normalerweise markieren Gammastrahlenausbrüche (Gamma-ray Bursts, GRBs) die Zerstörung eines massiven Sterns, aber Strahlungsausbrüche dieser Ereignisse halten nie länger als wenige Stunden an.
Obwohl die Untersuchung noch andauert, sagen die Astronomen, dass die ungewöhnliche Explosion wahrscheinlich entstand, als ein Stern zu nah an das zentrale Schwarze Loch in seiner Galaxie geriet. Die extremen Gezeitenkräfte rissen den Stern auseinander und das das einfallende Gas strömt auf das Schwarze Loch zu. Diesem Modell zufolge bildete das rotierende Schwarze Loch einen Jet aus fortgeschleuderter Materie entlang seiner Rotationsachse. Ein starker Ausbruch von Röntgen- und Gammastrahlen ist erkennbar, wenn dieser Jet in unsere Richtung zeigt.
Am 28. März entdeckte das Burst Alert Telescope von Swift die Quelle im Sternbild Draco (Drache), als sich der erste in einer Reihe von mehreren energiereichen Röntgenstrahlungsausbrüchen ereignete. Der Satellit bestimmte die Position der Explosion – jetzt registriert als GRB 110328A – und informierte Astronomen weltweit.
Als Dutzende Teleskope sich ausrichteten, um das Ereignis zu untersuchen, bemerkten Astronomen, dass eine kleine entfernte Galaxie sehr nah an der von Swift ermittelten Position erscheint. Eine Aufnahme des Hubble Teleskops vom 4. April lokalisiert die Quelle der Explosion im Zentrum dieser Galaxie, die 3,8 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.
Am selben Tag benutzten die Astronomen das Chandra Röntgenobservatorium der NASA, um eine vier Stunden lange Belichtung der rätselhaften Quelle zu machen. Die Aufnahme, die das Objekt zehnmal besser lokalisiert als es Swift möglich ist, zeigt, dass es im Zentrum der von Hubble fotografierten Galaxie liegt.
„Wir wissen von Objekten in unserer Galaxie, die wiederholte Ausbrüche produzieren können, aber die sind tausendfach bis millionenfach schwächer als die Ausbrüche, die wir jetzt sehen. Das ist wirklich außergewöhnlich“, sagte Andrew Furchter vom Space Telescope Science Institute in Baltimore.
„Wir haben mit Spannung auf die Hubble-Beobachtungen gewartet“, sagte Neil Gehrels, der leitende Wissenschaftler des Swift-Projekts am Goddard Space Flight Center in Greenbelt (Maryland). „Die Tatsache, dass die Explosion im Zentrum der Galaxie auftrat sagt uns, dass sie höchstwahrscheinlich mit einem massiven Schwarzen Loch zusammenhängt. Das löst eine Schlüsselfrage über das mysteriöse Ereignis.“
Die meisten Galaxien, inklusive unserer eigenen, enthalten zentrale Schwarze Löcher mit millionenfacher Sonnenmasse; die in den größten Galaxien können sogar noch tausendmal größer sein. Der zerrissene Stern unterlag wahrscheinlich einem Schwarzen Loch, das weniger massiv als das in unserer Milchstraße ist, welches eine Masse von vier Millionen Sonnenmassen hat.
Astronomen haben zuvor schon Sterne beobachtet, die von supermassiven Schwarzen Löchern auseinander gerissen wurden, aber keiner davon hat die Helligkeit und die Veränderlichkeit der Röntgenstrahlung gezeigt, wie es bei GRB 110328A der Fall ist. Die Quelle ist wiederholt aufgeflammt. Beispielsweise ist sie seit dem 3. April fünfmal heller geworden.
Wissenschaftler denken, dass die Röntgenstrahlen möglicherweise von Materie erzeugt wird, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit in einem Partikeljet bewegt, der sich bildete, als das Gas des Sterns in das Schwarze Loch stürzt.
„Die momentan beste Erklärung ist, dass wir genau in den Lauf dieses Jets blicken“, sagte Andrew Levan von der University of Warwick in Großbritannien, der die Chandra-Beobachtungen leitete. „Wenn wir direkt in diese Jets hinein blicken, lässt uns eine Helligkeitssteigerung Details erkennen, die wir sonst vielleicht verpassen.“
Diese Helligkeitssteigerung, die als relativistisches Strahlen bezeichnet wird, tritt auf, wenn man Materie, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegt, fast frontal beobachtet.
Astronomen planen weitere Beobachtungen mit Hubble, um zu sehen, ob der galaktische Kern seine Helligkeit verändert.
Das Goddard Space Flight Center der NASA betreibt den Swift-Satelliten und Hubble und das Marshall Space Flight Center in Huntsville (Alabama) betreibt Chandra. Das Hubble Space Telescope wurde in Zusammenarbeit mit der European Space Agency (ESA) gebaut und wird gemeinsam betrieben. Die wissenschaftlichen Operationen aller drei Missionen werden von vielen nationalen und internationalen Partnern gesteuert.
Quelle: http://www.nasa.gov/topics/universe/features/star-disintegration.html
(THK)
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