Astrophysiker beobachten erstmals Ausbruch eines Gammablitzes

Gemessene Intensität viel schwächer als erwartet

Mit dem Großteleskop MAGIC auf La Palma ist es erstmals gelungen, einen kosmischen Ausbruch von Gammastrahlen schon während der Explosionsphase zu untersuchen. Die Wissenschaftler hoffen nun auf neue Erkenntnisse über die noch immer rätselhafte Ursache dieser Ausbrüche. Astrophysiker von der Uni Würzburg sind an diesen Forschungen beteiligt.

Gammastrahlen-Ausbrüche zählen zu den leuchtkräftigsten Ereignissen im Universum. Sie strahlen innerhalb weniger Sekunden weit mehr Energie ab als eine ganze Galaxie. Die physikalischen Prozesse, die zum Auftreten eines solchen kosmischen Gammablitzes führen, sind bisher aber noch weitgehend unverstanden.

MAGIC, dem weltweit größten Gammastrahlen-Teleskop, gelang es am frühen Morgen des 13. Juli, einen solchen Ausbruch noch während der Explosionsphase zu beobachten. Innerhalb von gerade einmal 40 Sekunden nach dem Beginn der Explosion und 20 Sekunden, nachdem der Satellit SWIFT den Ausbruch gemeldet hatte, konnte die vor Ort experimentierende Crew das Teleskop auf die gemeldete Position ausrichten und es messbereit machen.

Das leistungsstarke Antriebs- und Steuerungssystem des Teleskops wurde von Professor Karl Mannheim und seinem Mitarbeiter Thomas Bretz entwickelt. Gemeinsam mit ihrem Team vom Lehrstuhl für Astronomie der Uni Würzburg bauten sie es vor Ort auch auf.

Die Hauptkomponenten der Antriebstechnik stammen von regionalen Firmen, und zwar von der Bosch Rexroth AG (Lohr) und der alpha Getriebebau GmbH (Bad Mergentheim). Die leichtgewichtige Spiegelträgerstruktur aus Kohlefasern, die das schnelle Ausrichten des Teleskops ermöglicht, wurde von der Würzburger Firma Mero eigens für MAGIC entwickelt.

Die Analyse der neu gewonnenen Daten im MAGIC-Datenzentrum an der Fakultät für Physik und Astronomie in Würzburg läuft derzeit auf Hochtouren. Bisher sei erkennbar, so Mannheim, dass die gemessene Gamma-Intensität rund 100 bis 1000 Mal schwächer ist als theoretische Vorhersagen es erwarten ließen. Das könne daran liegen, dass der Gammablitz extrem weit entfernt war. In diesem Fall nämlich werde der Gamma-Fluss durch Wechselwirkungen mit dem intergalaktischen Photonfeld stark abgeschwächt.

Das Teleskop MAGIC („Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov“) wurde im Oktober 2003 auf dem Roque de los Muchachos, dem höchsten Berg der kanarischen Insel La Palma, in 2.225 Metern Höhe eingeweiht. Seinen Routine-Messbetrieb nahm es Mitte 2004 auf.

MAGIC untersucht die energiereiche Strahlung von fernen Galaxien, Quasaren und Supernova-Resten, um einige der bisher noch ungelösten Probleme der Astrophysik zu ergründen. Zu diesem Zweck registriert es Lichtblitze, die beim Eindringen kosmischer Gammaquanten in die Erdatmosphäre entstehen.

Mit einem Spiegeldurchmesser von 17 Metern ist MAGIC weltweit das größte Instrument seiner Art für den bisher weitgehend unerforschten Energiebereich zwischen 30 und 300 Milliarden Elektronenvolt. Mit seiner Hilfe ist es den Forschern möglich, bis zu acht Milliarden Lichtjahre weit ins Universum zu schauen.

Das Teleskop wurde unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Physik (München) gebaut. Betrieben wird es in internationaler Kooperation; rund 150 Wissenschaftler aus 14 Ländern sind beteiligt. Aus Deutschland wirken außer den Max-Planck-Forschern auch Wissenschaftler von den Universitäten Würzburg und Dortmund sowie von der Humboldt-Uni Berlin mit.