(Paris) Lichtblitze kommen aus großer Entfernung und haben eine so intensive Energie, dass sie Milliarden von Lichtjahren durchqueren können: Gammastrahlenausbrüche sind wertvolle Zeugen der Frühzeit des Universums, aber Astronomen haben Mühe, sie so zu beobachten, wie sie sind so flüchtig.
Die französisch-chinesische SVOM-Mission (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor) bereitet sich auf die Erforschung dieser extremen Phänomene des Kosmos vor, die auch mehr als 50 Jahre nach ihrer Entdeckung immer noch rätselhaft sind.
Der 930 Kilo schwere Satellit und seine vier Bordinstrumente (zwei chinesische, zwei französische) werden am Samstag an Bord einer chinesischen Langmarsch-2-C-Rakete vom Weltraumstützpunkt Xichang (Südwestchina) starten.
Chen Lan, Spezialist für das chinesische Raumfahrtprogramm, lobte gegenüber AFP die „politische Bedeutung“ dieser Mission, „in einer eher dunklen Zeit in den Beziehungen zwischen China und dem Westen, die zeigt, dass die wissenschaftliche Zusammenarbeit trotz Schwierigkeiten fortgesetzt werden kann“.
„Die Untersuchung begann mitten im Kalten Krieg“, sagt Bertrand Cordier, wissenschaftlicher Leiter des französischen Beitrags zu SVOM.
Es war 1967, als amerikanische Satelliten zur Überwachung von Atomtests einen kurzen Blitz beobachteten, der Gammastrahlen aussendete – die energiereichsten Wellen im elektromagnetischen Spektrum, die beim Zerfall radioaktiver Elemente entstehen.
Anfang der 1970er Jahre gelangte die Datei in die wissenschaftliche Welt und „seitdem versuchen wir, den Ursprung dieser Phänomene zu verstehen“, erklärte dieser Forscher der CEA (Atomic Energy Commission) bei einer Präsentation der französischen Instrumente von SVOM an die Presse.
Mehrere Weltraummissionen, darunter das amerikanische Swift-Teleskop, haben es ermöglicht, diese unvorhersehbaren Ereignisse zu identifizieren. Zunächst wird ein sogenannter schneller Lichtblitz in Form von Gammastrahlen ausgesendet, der zwischen einem Bruchteil einer Sekunde und einigen zehn Sekunden dauert.
Was folgt, ist eine „Nachleucht“-Emission von Röntgenstrahlen, die einige Stunden dauern kann und „das gesamte Universum durchquert, um uns zu erreichen“, erläutert Susanna Vergani, CNRS-Forschungsdirektorin am Paris-PSL-Observatorium.
Die kurzen Blitze scheinen von der Verschmelzung kompakter Objekte zu stammen, entweder zweier Neutronensterne oder eines Neutronensterns mit einem Schwarzen Loch.
Lange Blitze würden durch die Explosion der allerersten massereichen Sterne entstehen, die viel größer als die Sonne sind: eine bestimmte Population von Sternen, die zu Beginn des Kosmos geboren wurden und nach kurzer Lebensdauer gewaltsam sterben.
Sie sind daher wertvolle Werkzeuge zur „Erforschung des fernen Universums“, insbesondere des wenig bekannten chemischen Prozesses, durch den die ersten Sterne entstanden, entschlüsselt Susanna Vergani.
Diese Ausbrüche haben auch den Vorteil, dass sie die Abdrücke der Gaswolken tragen, die sie während der verschiedenen Zeitalter des Universums durchquert haben, allesamt Markierungen seiner Geschichte.
Da die Milchstraße zu alt ist, um sie hervorzubringen, ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Gammastrahlenausbruch uns trifft, „extrem gering“, bemerkt Bertrand Cordier und fügt hinzu, dass die Erdatmosphäre bei Bedarf als Schutzschirm fungieren würde.
Die Hauptschwierigkeit besteht heute darin, diese Phänomene zu lokalisieren. Das französische ECLAIRs-Instrument des Satelliten ist daher mit einer codierten Maske ausgestattet, einer mit Löchern durchbohrten Metallplatte, die bei Beleuchtung durch eine Gammastrahlenquelle die Rekonstruktion ihrer Richtung ermöglicht.
Die extreme Kürze dieser Phänomene wird Wissenschaftler in einen Wettlauf mit der Zeit versetzen, um rechtzeitig Informationen zu sammeln.
Sobald SVOM einen Ausbruch erkennt, sendet es einen Alarm an ein 24-Stunden-Bereitschaftsteam von Wissenschaftlern. In weniger als fünf Minuten müssen sie eine Reihe von Teleskopen am Boden auslösen, die sich genau darauf ausrichten Achse der Explosionsquelle für detailliertere Beobachtungen.
