Gammablitze sind die brillantesten Ereignisse des Universums, und jetzt konnten Astronomen die Zusammensetzung dieser spektakulären Phänomene beleuchten und Einblicke in die Sternentstehung geben, als das Universum etwa ein Sechstel seines heutigen Alters war. Durch die Kombination von Daten des NASA-Satelliten Swift, des W. M. Keck-Observatoriums auf Hawaii und anderer Einrichtungen haben Astronomen zum ersten Mal Gasmoleküle in der Wirtsgalaxie eines Gammastrahlenausbruchs identifiziert. „Wir sehen deutlich die Absorption von zwei molekularen Gasen: Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Das sind Gase, die wir mit Sternentstehungsregionen in unserer eigenen Galaxie in Verbindung bringen“, sagte Xavier Prochaska von der University of California Santa Cruz. Er und sein Team glauben, dass der Ausbruch hinter einer dicken Molekülwolke explodierte, ähnlich denen, die heute in unserer Galaxie Sterne hervorbringen.
Die Explosion mit der Bezeichnung GRB 080607 ereignete sich im Juni 2008. „Dieser Ausbruch gab uns die Möglichkeit, das Sternentstehungsgas in einer jungen Galaxie, die mehr als 11 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, zu ‚schmecken‘“, sagte Prochaska.
Gammastrahlen von GRB 080607 lösten am 7. Juni 2008 kurz nach 2:07 Uhr EDT Swifts Burst Alert Telescope aus. Swift berechnete die Position des Bursts, strahlte die Position zu einem Netzwerk von Observatorien und wandte sich um, um das Nachglühen zu untersuchen.
In dieser Nacht benutzten die University of California, Berkeley, Professor Joshua Bloom und die Doktoranden Daniel Perley und Adam Miller das Low Resolution Imaging Spectrometer am 10m Keck I Telescope auf Hawaii. „Weil das Nachglühen schnell verblasst, mussten wir wirklich durcheinander kommen, als wir die Warnung erhielten“, sagt Perley. „Aber in weniger als 15 Minuten waren wir am Ziel und sammelten Daten.“
Das Peters Automated Infrared Imaging Telescope (PAIRITEL) in Arizona fing das Nachglühen von GRB 080607 (eingekreist) etwa drei Minuten nach der Explosion ein. Das Licht des Nachglühens wurde durch interstellaren Staub in seiner 11,5 Milliarden Lichtjahre entfernten Wirtsgalaxie stark gedimmt und gerötet. Bildnachweis: Adam Miller und Daniel Perley/UC Berkeley
Ein Paar Roboterobservatorien reagierte ebenfalls schnell. Das von der NASA unterstützte Peters Automated Infrared Imaging Telescope (PAIRITEL) auf dem Mount Hopkins, Arizona, und das Katzman Automatic Imaging Telescope (KAIT) am Lick Observatory auf dem Mount Hamilton, Kalifornien, beobachteten das Nachglühen der Explosion innerhalb von drei Minuten nach Swifts Alarm.
Das Spektrum von Keck ergab, dass die Explosion 11,5 Milliarden Lichtjahre entfernt stattfand. GRB 080607 explodierte, als das Universum gerade einmal 2,2 Milliarden Jahre alt war.
Die Molekülwolke in der Wirtsgalaxie des Ausbruchs war so dicht, dass weniger als 1 Prozent des Lichts des Nachglühens sie durchdringen konnte. „Dieses Nachglühen ist an sich das zweithellste, das jemals gesehen wurde. Nur deshalb konnten wir es überhaupt beobachten“, sagt Prochaska.
Das Abschirmen von dicken Molekülwolken bietet eine natürliche Erklärung für sogenannte „Dark Bursts“, denen das zugehörige Nachleuchten fehlt. „Wir vermuten, dass frühere Ereignisse wie GRB 080607 einfach zu schwach waren, um beobachtet zu werden“, sagt Teammitglied Yaron Sheffer von der University of Toledo, Ohio.
Fast die Hälfte der im Keck-Spektrum gefundenen Absorptionslinien ist nicht identifiziert. Das Team erwartet, dass ihr Verständnis neue Daten zu den einfachsten Weltraummolekülen liefert.
Prochaska und Sheffer stellten die Ergebnisse heute auf der 213. Tagung der American Astronomical Society in Long Beach, Kalifornien, vor. Eine Beschreibung der Ergebnisse wird in einer zukünftigen Ausgabe der Astrophysical Journal Letters erscheinen.
Die meisten Gammastrahlenausbrüche treten auf, wenn massereichen Sternen der Kernbrennstoff ausgeht. Wenn der Kern des Sterns zu einem Schwarzen Loch oder Neutronenstern kollabiert, dringen Gasstrahlen durch den Stern und in den Weltraum. Helle Nachleuchten treten auf, wenn die Jets Gas erhitzen, das zuvor vom Stern abgegeben wurde. Da ein massereicher Stern nur wenige Dutzend Millionen Jahre alt wird, driftet er nie weit von seiner Geburtswolke ab.
Quelle: NASA