Der hellste jemals aufgezeichnete Gammastrahlenausbruch erleuchtete kürzlich eine entfernte Galaxie – und Astronomen haben ihm den Spitznamen BOOT gegeben, für Hellste aller Zeiten.
„Wir verwenden das Boots-Emoji oft, wenn wir darüber sprechen“ in der Messaging-App Slack, sagt die Astronomin Jillian Rastinejad von der Northwestern University in Evanston, Illinois.
Gammastrahlenausbrüche sind energiereiche Explosionen, die losgehen, wenn ein massereicher Stern stirbt und ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern zurücklässt (SN: 20.11.19; SN: 02.08.21). Der Zusammenbruch löst Jets von Gammastrahlen aus, die von den Polen des ehemaligen Sterns wegfliegen. Wenn diese Jets direkt auf die Erde gerichtet sind, können Astronomen sie als Gammastrahlenausbruch sehen.
Dieser neue Ausbruch mit dem offiziellen Namen GRB 221009A wurde wahrscheinlich durch eine Supernova ausgelöst, die ein Schwarzes Loch in einer Galaxie etwa 2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt hervorbrachte, gaben Forscher am 13. Oktober bekannt. Astronomen glauben, dass er so viel Energie freisetzte wie ungefähr drei Sonnen sich umwandeln all ihre Masse zu reiner Energie.
Das Neil Gehrels Swift Observatory der NASA, ein Gammastrahlenteleskop im Weltraum, entdeckte die Explosion am 9. Oktober gegen 10:15 Uhr EDT automatisch und alarmierte die Astronomen umgehend, dass etwas Seltsames vor sich ging.
„Zu der Zeit, als es losging, sah es für uns irgendwie seltsam aus“, sagt der Astrophysiker Jamie Kennea von der Penn State, der Leiter der wissenschaftlichen Operationen bei Swift. Die Position der Explosion am Himmel schien mit der Ebene der Milchstraße übereinzustimmen. Also dachten Kennea und seine Kollegen zunächst, es befinde sich in unserer eigenen Galaxie und es sei so unwahrscheinlich, dass es etwas so dramatisch Energiereiches wie ein Gammastrahlenausbruch sei. Wenn ein Ausbruch wie dieser innerhalb der Milchstraße ausgelöst würde, wäre er mit bloßem Auge sichtbar, was nicht der Fall war.
Aber bald erfuhr Kennea, dass auch das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA den Blitz gesehen hatte – und es war eines der hellsten Dinge, die das Teleskop je gesehen hatte. Ein neuer Blick auf die Swift-Daten überzeugte Kennea und Kollegen davon, dass der Blitz der hellste Gammastrahlenausbruch war, der in den 50 Jahren der Beobachtung dieser seltenen Explosionen beobachtet wurde.
„Es ist ziemlich außergewöhnlich“, sagt Kennea. “Es steht Kopf und Schultern über dem Rest.”
Nach der Bestätigung der BOAT Bonafides des Ausbruchs – ein Begriff, der von Rastinejads Berater, dem nordwestlichen Astronomen Wen-fai Fong, geprägt wurde – beeilten sich andere Astronomen, einen Blick darauf zu werfen. Innerhalb weniger Tage konnten Wissenschaftler auf der ganzen Welt mit Teleskopen im Weltraum und auf der Erde bei nahezu jedem Licht einen Blick auf die Explosion werfen. Sogar einige Radioteleskope, die normalerweise als Blitzdetektoren verwendet werden, sahen eine plötzliche Störung im Zusammenhang mit GRB 221009A, was darauf hindeutet, dass der Ausbruch Elektronen aus Atomen in der Erdatmosphäre entfernte.
In den Stunden und Tagen nach der ersten Explosion ließ der Ausbruch nach und wich einem noch relativ hellen Nachleuchten. Schließlich erwarten Astronomen, dass es noch mehr verblasst und durch leuchtende Materialwellen im Supernova-Überrest ersetzt wird.
Die extreme Helligkeit war wahrscheinlich zumindest teilweise auf die relative Nähe von GRB 221009A zurückzuführen, sagt Kennea. Ein paar Milliarden Lichtjahre mögen weit erscheinen, aber der durchschnittliche Gammastrahlenausbruch ist eher 10 Milliarden Lichtjahre entfernt. Es war wahrscheinlich auch nur von Natur aus hell, obwohl noch keine Zeit war, herauszufinden, warum.
Die Untersuchung der Explosion, während sie sich verändert, wird „wahrscheinlich einige unserer Annahmen über die Funktionsweise von Gammastrahlenausbrüchen in Frage stellen“, sagt Kennea. „Ich denke, dass Leute, die Gammastrahlenausbrüche-Theoretiker sind, mit so vielen Daten überschwemmt werden, dass dies Theorien ändern wird, die sie für ziemlich solide hielten.“
GRB 221009A wird sich ab Ende November aus der Perspektive der Erde hinter die Sonne bewegen und sie vorübergehend von der Sicht abschirmen. Aber weil sein Leuchten jetzt immer noch so hell ist, hoffen Astronomen, dass sie es immer noch sehen können, wenn es im Februar wieder sichtbar wird.
„Ich bin so gespannt auf ein paar Monate, wenn wir all die schönen Daten haben“, sagt Rastinejad.