Gammastrahlenblitz (GRB)

Gammastrahlenblitze (Gamma-Ray Bursts, GRBs) sind die energiereichsten Explosionen im beobachtbaren Universum. Ein einzelner GRB setzt in wenigen Sekunden bis Minuten so viel Energie frei wie unsere Sonne in ihrer gesamten Lebensdauer von zehn Milliarden Jahren. Sie entstehen beim Kollaps extrem massereicher Sterne (lange GRBs) oder bei der Verschmelzung von Neutronensternpaaren (kurze GRBs).

Ein GRB in unserer Galaxie, der direkt auf die Erde gerichtet wäre, könnte katastrophale Folgen haben: Bereits zehn Sekunden Bestrahlung würden bis zu die Hälfte der Ozonschicht zerstören und den Planeten in giftiges Stickstoffdioxid hüllen. Einige Forscher vermuten, dass das Massenaussterben im späten Ordovizium (vor 450 Millionen Jahren) durch einen solchen kosmischen Treffer verursacht worden sein könnte.

GRBs wurden zufällig entdeckt: US-amerikanische Vela-Satelliten, die eigentlich sowjetische Atomtests im All aufspüren sollten, registrierten 1967 die ersten Gammastrahlenblitze. Ihre kosmische Herkunft wurde erst in den 1990ern bestätigt.

In der Science Fiction sind GRBs die ultimative kosmische Bedrohung: unsichtbar, unaufhaltbar und ohne Vorwarnung. Während Asteroideneinschläge theoretisch abwendbar sind, lässt sich gegen einen GRB nichts unternehmen. Mehrere Hard-SF-Romane nutzen diese Hilflosigkeit als narratives Element.

Die Mechanik kurzer GRBs wurde durch die Gravitationswellen-Beobachtung GW170817 im Jahr 2017 revolutioniert. Zum ersten Mal wurde eine Neutronenstern-Verschmelzung gleichzeitig in Gravitationswellen und elektromagnetischer Strahlung beobachtet. Die Explosion produzierte dabei nachweislich schwere Elemente wie Gold und Platin: Kilonova-Ereignisse sind damit die Hauptquelle der schwersten stabilen Elemente im Universum. Das Gold in einem Ehering hat seine Herkunft in solchen Neutronenstern-Kollisionen.

Für die Frage nach Leben im Universum sind GRBs ein ernsthafter Filter. Astrophysikerin Tsvi Piran und Mitarbeiter berechneten 2014, dass weite Teile der Milchstraße, besonders das Zentrum und die inneren Regionen, durch GRBs statistisch zu häufig bestrahlt werden, um komplexes Leben entstehen zu lassen. Die äußeren Randbereiche der Galaxis, wo unsere Sonne lebt, wären sicherer. Das stützt die Rare-Earth-Hypothese, die besagt, dass unser Standort im Universum nicht zufällig gunstig, sondern durch selektionierte Parameter bedingt ist.

Auf der Erde liegen Hinweise vor, dass das Massenaussterben im späten Ordovizium vor etwa 450 Millionen Jahren durch einen GRB im Bereich von einigen Tausend Lichtjahren ausgelöst worden sein könnte. Das Muster des Aussterbens, bevorzugt flache Meeresbewohner auf der sonnenzugewandten Seite der Erde, passt zu dem, was ionisierende Strahlung und eine zerstörte Ozonschicht bewirken würden. Bewiesen ist das nicht, aber als Hypothese ist es nicht leicht zu widerlegen.