Künstlerische Darstellung von BurstCube (Bildnachweis: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)
Ein Cubesat der NASA, der nach den stärksten und heftigsten Explosionen im Universum suchen soll, hat erfolgreich seinen ersten massiven Ausbruch entdeckt, wie Beamte der Weltraumbehörde Anfang dieser Woche bekannt gaben.
BurstCube, ein schuhkartongroßer Satellit, der im April in die Umlaufbahn gebracht wurde, um Gammastrahlenausbrüche (GRBs) aufzuspüren und zu studieren, entdeckte eine „Megaexplosion“ im kleinen, lichtschwachen Sternbild Microscopium am Südhimmel. Die kosmische Explosion ereignete sich am 29. Juni und leuchtete in weniger als zwei Sekunden eine Quintillion Mal heller als die Sonne, so die NASA in einer kürzlich veröffentlichten Erklärung.
„Wir freuen uns darauf, wissenschaftliche Daten zu sammeln“, sagte Sean Semper, der leitende Ingenieur von BurstCube am Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland, in der Erklärung. „Es ist ein wichtiger Meilenstein für das Team und für die vielen Nachwuchsingenieure und -wissenschaftler, die an der Mission mitgewirkt haben.“
BurstCube wurde speziell für die Suche nach „kurzen“ Gammastrahlenausbrüchen entwickelt, die nur zwei Sekunden oder weniger dauern, aber seltene Einblicke in die Prozesse am Ende des Lebens massereicher Sterne und in die Entstehung schwarzer Löcher bieten.
Kurze GRBs treten typischerweise auf, wenn Neutronensterne, die superdichten Überbleibsel massereicher Sterne, die explosionsartig starben, mit anderen Neutronensternen oder Schwarzen Löchern kollidieren. Solche Verschmelzungen senden auch nachweisbare Wellen in der Raumzeit aus, die als Gravitationswellen bekannt sind und es den Astronomen ermöglichen, die Beschaffenheit der Neutronensterne und der daraus resultierenden GRBs über das hinaus zu studieren, was allein aus dem sichtbaren Licht entnommen werden kann. Es ist bekannt, dass bei GRBs auch seltene chemische Elemente wie Gold und Platin sowie lebensfreundliche Bestandteile wie Jod und Thorium als Nebenprodukt entstehen.
Gammastrahlenausbrüche treten auf, wenn Neutronensterne kollidieren oder wenn Riesensterne zu schwarzen Löchern explodieren und dabei Strahlen von superenergetischen Photonen freisetzen, die wie ein schmaler Strahl einer Taschenlampe aussehen. (Bildnachweis: Europäische Südsternwarte)
GRBs wurden 1963 zufällig von US-Militärsatelliten entdeckt, die nach Gammastrahlen von verbotenen sowjetischen Kernwaffentests Ausschau hielten. Doch mehr als ein halbes Jahrhundert später sind die genauen Mechanismen, die diese flüchtigen, aber außerordentlich starken Lichtblitze erzeugen, immer noch ein Rätsel.
Um kurze GRBs von seinem Aussichtspunkt in der Erdumlaufbahn aus zu katalogisieren, ist BurstCube mit vier kreisförmigen Gammastrahlendetektoren ausgestattet, die so angeordnet sind, dass der Satellit einen weiten Blick auf den Himmel hat, was den Wissenschaftlern hilft, die Richtung eines Ereignisses zu bestimmen. Ein Gammastrahl, der auf einen der Detektoren auftrifft, wird zunächst in sichtbares Licht und später in einen Elektronenimpuls umgewandelt, so die Missionsbeschreibung.
BurstCube war einer von vier kleinen Satelliten, die im April von der Internationalen Raumstation in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht wurden. Kurz darauf stellte das Missionsteam fest, dass sich eines der beiden Solarpaneele nicht vollständig ausfahren ließ und die Sicht auf den Star Tracker verdeckte, mit dem sich der Satellit so ausrichtet, dass der Luftwiderstand minimiert wird.
Aufgrund dieses Problems wird der Satellit voraussichtlich im September dem erhöhten Luftwiderstand erliegen und wieder in die Atmosphäre eintreten, wodurch die ursprünglich 12-18 Monate dauernde Mission auf nur sechs Monate verkürzt wird.
„Ich bin stolz darauf, wie das Team auf die Situation reagiert hat und die Zeit, die uns in der Umlaufbahn zur Verfügung steht, optimal nutzt“, sagte Jeremy Perkins, der leitende Forscher von BurstCube in Goddard, in der Erklärung der NASA. „Kleine Missionen wie BurstCube bieten nicht nur die Möglichkeit, großartige Wissenschaft zu betreiben und neue Technologien zu testen, wie den Gammastrahlendetektor unserer Mission, sondern auch wichtige Lernmöglichkeiten für die aufstrebenden Mitglieder der Astrophysikgemeinschaft.“
