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Weltraumteleskop: SWIFT von Strahlenausbruch geblendet

Rontgenstrahlenausbruch
Welch eine Überraschung: Das NASA-Weltraumobservatorium Swift verrichtete am 21. Juni 2010 wie üblich seinen Dienst in der Erdumlaufbahn, als ein gewaltiger Strahlungsausbruch eines seiner Messinstrumente blendete. Das Röntgenteleskop XRT versagte plötzlich seinen Dienst. "Wir hatten niemals gedacht, dass wir jemals etwas derart Helles sehen würden", sagt David Burrows von der Penn State University, der für XRT verantwortlich ist.

Röntgenstrahlenausbruch | Dieses Bild des NASA-Weltraumobservatoriums Swift vom 21. Juni 2010 setzt sich aus zwei Aufnahmen bei verschiedenen Wellenlängen zusammen: Röntgenstrahlen sind gelb bis rot dargestellt. Derselbe Bildausschnitt in ultraviolettem und sichtbarem Licht zeigt nichts Außergewöhnliches.
Obwohl der Satellit Swift speziell für die Untersuchung von energiereichen Strahlungsausbrüchen entwickelt wurde, war es diesmal zu viel: Die Software für die Datenanalyse stürzte ab. "Da kamen so viele Photonen pro Sekunde an, dass der Detektor sie nicht schnell genug zählen konnte: Es war, als ob man einen Niederschlagsmesser und einen Eimer benutzen wollte, um die Fließgeschwindigkeit von einem Tsunami zu messen", erklärt Phil Evans, der einen Teil der Software erstellte.

Gammastrahlenausbrüche sind vermutlich die stärksten Explosionen im Universum, die seit dem Urknall im Universum auftreten. Sie gehören zu den leuchtkräftigsten Ereignissen im gesamten Universum. In wenigen Sekunden setzen sie so viel Energie frei wie die Sonne in vielen Milliarden Jahren und bilden damit für kurze Zeit das weitaus hellste Objekt am "Gammahimmel". Sie sind Milliarden von Lichtjahren von uns entfernt und tauchen in allen Richtungen im Kosmos auf.

Forscher ziehen verschiedene Ursachen für sie in Betracht: Kollidierende Neutronensterne oder ein extrem massereicher Stern, der als "Hypernova" explodiert, könnten einen derartigen Energieausstoß verursachen. Möglicherweise stehen aber noch viel exotischere Phänomene dahinter. Was genau dort draußen vor Milliarden Jahren die Strahlen ausschickte, die jetzt auf der Erde eintreffen, ist nach wie vor unbekannt.

Um dieses Rätsel zu lösen, schickte die NASA im November 2004 den Satelliten Swift in eine Erdumlaufbahn. Seine Aufgabe ist es, möglichst viele Gammastrahlenausbrüche aufzuspüren und zu analysieren. An Bord sind drei Instrumente: Das Burst Alert Telescope (BAT) überwacht ein Sechstel des Himmels gleichzeitig. Wird ein Gammastrahlenausbruch registriert, nehmen die anderen beiden Teleskope ihre Arbeit auf. XRT (englisch: X-Ray Telescope) misst die Röntgenstrahlung, die von der Quelle ausgeht, und UVOT (Ultraviolet/Optical Telescope) misst ultraviolettes und sichtbares Licht.

Typischerweise beginnen Gammastrahlenausbrüche mit einem kurzen Blitz aus Gamma- und Röntgenstrahlung; danach folgt ein energieärmeres "Nachleuchten" im ultravioletten und sichtbaren Licht. Interessanterweise folgte auf den extremen Röntgenstrahlenausbruch vom 21. Juni nur ein schwaches Nachleuchten.

Die Forscher schätzten die mittlere Helligkeit des Ausbruchs ab, indem sie das Licht auswerteten, das rund um das überbelichtete Zentrum der Aufnahme registriert wurde – ganz ähnlich, wie Astronomen die Sonne abdecken, um ihre Korona zu untersuchen. So stellten die Forscher im Nachhinein fest, dass kurzfristig 143 000 Photonen pro Sekunde auf den Detektor eingeprasselt waren – 140-mal intensiver als die stärkste bekannte kontinuierliche Röntgenquelle, ein Neutronenstern in nur 10 000 Lichtjahren Entfernung. (mk)

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