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Wie bedrohlich für die Erde sind Gammablitze bei Hypernovae?

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Dank der Ozonschicht in 30 bis 50 Kilometer Höhe um unseren Planeten herum sind Pflanzen und Lebewesen weitestgehend geschützt vor der hochenergetischen Strahlung, die unsere Sonne zu uns sendet (insbesondere der UV-B-Strahlung). Doch was wäre, wenn sich diese Ozonschicht durch ein bestimmtes kosmisches Ereignis schlagartig um rund 70 Prozent ausdünnt oder die Erdatmosphäre sogar größtenteils verdampft würde? Dann wären Pflanzen und Lebewesen auf der Erde der Sonnenstrahlung (monate- oder gar jahrelang) schutzlos ausgeliefert – mit desaströsen Folgen! Denn die DNS, die in jeder Zelle die Erbinformation enthält, würde geschädigt. Proteine würde ihre Funktion verlieren. Ein dafür in Frage kommendes, kosmisches Großereignis ist eine sogenannte Hypernova. Das ist eine äußerst energiereiche Explosionen, die sehr massereiche Sterne am Ende ihres Daseins erleiden können. Eine zweite Möglichkeit wäre die Verschmelzung von zwei Neutronensternen (also von zwei Sternleichen). In beiden Fällen kann es nun zu einem damit verknüpften Ereignis kommen, das zu den energiereichsten im Weltall gehört: einem sogenannten Gammablitz (Gamma Ray Burst). Diese leuchten so hell wie eine ganze Galaxie. Allerdings so gut wie nur im Gammabereich des elektromagnetischen Spektrums und folglich nicht sichtbar für unsere Augen. Der Energieeintrag auf der Erde kann bis zu 1000 Kilojoule pro Quadratmeter betragen.

Kann ein solcher Gammablitz die Erde treffen?

Ja, er kann. Natürlich nur, wenn er genau in Richtung Erde gerichtet ist. Die beiden theoretischen Astrophysiker Tsvi Prian und Raul Jimenez (von der Hebräischen Universität Jerusalem bzw. der Universität Barcelona) haben dazu ein Modell erstellt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Planet getroffen wird, überprüfen soll. Die Forscher gehen dabei von erdähnlichem Leben aus, das Schaden durch UV-Strahlung nehmen würde. Sie kamen zum Ergebnis, dass lange Gammablitze (das sind die gefährlichsten) vor allem aus Zwerg-Galaxien kommen. Galaxien also, die einen geringen Metallgehalt aufweisen (es also nur sehr geringe Mengen an Elementen schwerer als Wasserstoff und Helium gibt). Und sie kamen zum Ergebnis, das nur rund zehn Prozent der Sterne in unserer Galaxis aufgrund ihres Metallgehalts als potenzielle Quelle in Frage kommen.

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit?

Es stellte sich heraus, dass die Erde innerhalb von 500 Millionen Jahren mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent von einem Gammablitz mit einer Energiedichte von 100 Kilojoule pro Quadratmeter getroffen wird. Innerhalb von einer Milliarde Jahre sogar mit einer Wahrscheinlichkeit von 60 Prozent. Somit ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde seit ihrer Entstehung von einem solchen langen Gammablitz getroffen wurde sehr hoch. Die Wissenschaftler bezifferten sie auf 90 Prozent. Die Vermutung läge nahe, so die Forscher, dass beispielsweise das Massenaussterben auf der Erde vor 450 Millionen Jahren, bei dem etwa die Hälfte aller Arten ausstarb, durch einen Gammablitz in unserer Milchstraße verursacht wurde. Gestützt wird diese Vermutung durch Spuren bestimmter Metallisotope, die man in Gesteinslagen fand. Und auch, dass vor allem Lebewesen nahe der Meeresoberfläche betroffen waren.

Doch die Erde ist an einem relativ guten Platz!

Je höher die Sterndichte, so die Ergebnisse, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Blitz einen Planeten trifft. Die innersten 25 Prozent unserer Galaxis sollten demnach rund alle Milliarden Jahren einem solchen Blitz ausgeliefert sein. Die Wissenschaftler schließen daraus, dass komplexes Leben, das mehrere Milliarde Jahre zur Entwicklung braucht, nur in den Randbereichen großer Galaxien möglich ist. Die meisten anderen Galaxien sind kleiner und metallärmer als unsere. Folglich haben diese ein zu hohes Aufkommen an Gammablitzen, als dass sich dort komplexes Leben hätte entwickeln können.

Macht man sich also auf die Suche nach Außerirdischen, dann tut man gut daran, nicht ausgerechnet in Zentren von Galaxien, wo die Sterndichte am höchsten ist, zu suchen …

Geschrieben von Manuel Philipp (Dipl. Ing. FH)
für abenteuer-sterne.de

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