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Ultralange Gammablitze Das langsame Sterben der Blauen Riesen

Gammablitze sind gewaltige Energieausbrüche - aber sie währen normalerweise nur kurz. Doch zuletzt haben Forscher mehrere stundenlange Ausbrüche beobachtet. Ursache waren offenbar die Todeskämpfe gigantischer Sterne, Hunderte Mal größer als unsere Sonne.

Das Universum ist nicht gerade arm an spektakulären Ereignissen, doch Gammablitze stellen alles andere in den Schatten. Sie können auf einen Schlag mehr Energie freisetzen als die Milchstraße mit ihren 200 Milliarden Sternen innerhalb eines ganzen Jahres. Allerdings währen die sogenannten Gamma Ray Bursts (GRBs) meist nur kurz.

Die gängige Theorie unterscheidet zwischen zwei Sorten: Kurze GRBs entstehen, wenn zwei Partner in einem Binärsystem - etwa ein Schwarzes Loch und ein Neutronenstern - kollidieren. Sie schicken ihre heftige Gammastrahlung maximal zwei Sekunden lang ins All. Die langen GRBs werden wahrscheinlich durch den Kollaps von Sternen verursacht, die um ein Vielfaches größer sind als unsere Sonne. Sie dauern wenige Sekunden bis einige Minuten, meist aber zwischen 20 und 50 Sekunden.

Entsprechend verblüfft waren Astronomen, als sie den GRB vom 25. Dezember 2010 entdeckten: Er dauerte volle zwei Stunden. Kaum ein Jahr später, am 9. Dezember 2011, sahen sie GRB 111209A, der sogar sieben Stunden erreichte. Am 27. Oktober 2012 tauchte dann der nächste extralange GRB mit der Bezeichnung GRB 121027A auf. Zwei internationale Forscherteams sind nun zu dem Schluss gekommen, dass es sich hier um eine neue Klasse von Gammablitzen handelt: den ultralangen GRB.

Stundenlanger Todeskampf von Riesensternen

Beim "Christmas Burst" vom 20. Dezember 2010 konnten sich die Forscher nicht einmal darauf einigen, wie weit er von der Erde entfernt war. Ein Team glaubte an eine Explosion direkt in der Milchstraße: Ein Asteroid oder Komet sei in einen Neutronenstern gefallen und habe so einen langen, aber schwachen Gammablitz ausgelöst. Eine andere Gruppe glaubte dagegen an einen heftigen Ausbruch in einem exotischen Binärsystem, gewaltige 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernt.

Doch selbst das war noch weit daneben. "Wir wissen jetzt, dass der Christmas Burst noch viel weiter entfernt lag", sagt Andrew Levan von der University of Warwick im englischen Coventry, Leiter eines der beiden Teams. Die Quelle des Weihnachtsblitzes war demnach sieben Milliarden Lichtjahre entfernt - und damit noch viel energiereicher als zuvor vermutet.

Das zweite Team um Bruce Gendre vom französischen Centre National de la Recherche Scientifique hat mit seinen Kollegen eine detaillierte Studie des sieben Stunden langen GRB111209A durchgeführt. Die Ursache war demnach der Todeskampf eines sogenannten Blauen Riesen, wie die Forscher im "Astrophysical Journal"  berichten. Ein solcher Stern kann die 20fache Masse der Sonne und das Tausendfache ihrer Größe erreichen. Verfrachtete man einen solchen Giganten ins Zentrum unseres Sonnensystems, würde er die inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars verschlucken und bis an den Jupiter heranreichen.

Wenn einem solchen Stern am Ende seines Lebens der Brennstoff ausgeht, bricht er unter seinem eigenen Gewicht zusammen - ein Schwarzes Loch entsteht. Die Reste des Sterns, die danach in das Loch fallen, lösen mächtige Jets aus, die - falls sie auf die Erde ausgerichtet sind - als Gammablitze sichtbar sind.

Die drei ultralangen Gammablitze wurden nach Meinung der Forscher von Blauen Riesen ausgelöst, die relativ arm an schweren Elementen sind. Nach ihrem Kollaps sei deshalb besonders viel leichter Wasserstoff übrig, so dass es Stunden dauere, bis die Reste vollständig ins Schwarze Loch gefallen sind. "Wir haben in den vergangenen Jahrzehnten Tausende von Gammablitzen beobachtet", sagt Gendre. "Aber erst jetzt bekommen wir eine deutliche Vorstellung davon, wie extrem diese Ereignisse sein können."

mbe