Astrophysik: Vom Gammablitz getroffen

Die Astronomie liebt die Extreme. Sterne existieren für Milliarden von Jahren. Das Universum ist fast 14 Milliarden Jahre alt. Astronomen beschäftigen sich mit dem, was vor langer Zeit passiert ist oder dem, was in langer Zeit passieren wird. Wenn sie zum Beispiel sagen, dass der Stern Beteigeuze "bald" zur Supernova wird, dann meinen sie damit: "irgendwann in den nächsten paar zehntausend Jahren."

Sieht man mal von der Bewegung der Himmelskörper ab, die wir mittlerweile ziemlich gut verstehen und bei der wir exakte Vorhersagen machen können, dann kommt es eher selten vor, dass Astronomen sich mit Ereignissen beschäftigen, die sich innerhalb menschlicher Zeitspannen abspielen. Aber Forscher von der Universitätssternwarte Jena haben genau so ein Ereignis untersucht. Sie haben herausgefunden, dass vor knapp 1.200 Jahren ein Gammablitz die Erde getroffen hat.

• 

Anstieg von Kohlenstoff-14 (C-14) im Jahr 774 (Bild: Fusa Miyake/Nagoya University)

Ein wichtiger Weg, um etwas über die Vergangenheit herauszufinden, sind Bäume. Ihre Wachstumsringe zeigen nicht nur ihr Alter an. Man kann zum Beispiel auch Informationen über das Wetter ablesen - das beeinflusst die Dicke der Ringe. Und kombiniert man die Ringe vieler Bäume, bekommt man eine durchgehende Chronologie der letzten paar 1.000 Jahre. Man kann auch die Menge bestimmter chemischer Isotope messen. Zum Beispiel C-14.

Das ist leicht radioaktiver Kohlenstoff und er ist überall. Wir Menschen und der Rest der Lebewesen bestehen unter anderem aus Kohlenstoff. Der Großteil davon ist normaler Kohlenstoff-12. Ein winziger Teil aber eben auch Kohlenstoff-14. Dieses C-14 ist radioaktiv und zerfällt im Laufe der Zeit. Solange wir aber lebendig sind und weiter neuen Kohlenstoff durch Nahrung aufnehmen, gleicht sich das aus. Erst nach dem Tod nimmt C-14 kontinuierlich ab und deswegen sind die Forscher auch daran interessiert. Aus der Menge von C-14 in einem Fundstück können sie sein Alter bestimmen.

Ein Grund, warum das radioaktive C-14 überhaupt existiert, ist die Strahlung aus dem Weltall. Von überall her trifft kosmische Strahlung auf die Erde. Sie interagiert mit den Atomen in der Atmosphäre und dabei entsteht eine kleine Menge an C-14. Die Quellen der kosmischen Strahlung sind unterschiedlich. Sie kommt von der Sonne und von fernen Sternen und entsteht bei diversen kosmischen Explosionen wie Supernovae.

Als nun japanische Forscher im Juni 2012 einige Bäume untersuchten, fanden sie eine überdurchschnittliche große Menge von C-14 in den Ringen, die den Jahren 774 und 775 entsprechen. Irgendetwas hat hier während einer sehr kurzen Zeit (kürzer als ein Jahr; vermutlich viel kürzer) sehr viel C-14 erzeugt. Valeri Hambaryan und Ralph Neuhäuser vom Astrophysikalischen Institut der Universität Jena haben sich die Sache genauer angesehen. Sie wollten herausfinden, was damals passiert ist.

Die Sonne kommt als Ursache nicht infrage. Um die Menge an C-14 zu erklären, braucht es ein sehr hochenergetisches Ereignis. 20-mal stärker als alles, was von der Sonne zu erwarten ist. Außerdem fand man im Eis der Antarktis in den Ablagerungen für das Jahr 775 einen Anstieg des Elements Be-10 (ein Isotop des Berylliums). Das passt ebenfalls nicht zur Sonne als Quelle.