One year of broadband radio monitoring of the enigmatic transient GRB 250702B reveals the evolution of the relativistic jet

Stellen Sie sich das Universum als einen riesigen, dunklen Ozean vor, und überall in ihm sind kosmische Leuchttürme verstreut. Die meisten dieser Leuchttürme blitzen nur kurz auf – ein kurzer Lichtstoß eines sterbenden Sterns oder eines kollidierenden Neutronenstern-Paares – bevor sie im Dunkeln verblassen. Doch ab und zu geschieht etwas Seltsames. Ein Leuchtturm blitzt nicht nur auf; er schreit, brüllt und schreit weiter für Stunden, Tage oder sogar Wochen und schleudert Energie über das gesamte elektromagnetische Spektrum hinaus. Astronomen nennen diese Ereignisse Gammastrahlenausbrüche (Gamma-Ray Bursts, GRBs). Sie sind die energiereichsten Explosionen seit dem Urknall und fähig, ganze Galaxien für einen Sekundenbruchteil zu überstrahlen.

Um zu verstehen, was während dieser Explosionen geschieht, agieren Wissenschaftler wie kosmische Detektive. Sie schauen nicht nur auf den hellen Blitz; sie beobachten das „Nachglühen“, das verblassende Echo des Lichts, das lange nach dem ursprünglichen Knall verweilt. Indem sie diesem Echo in Radiowellen lauschen (dies sind dieselben Wellen, die Musik in Ihr Auto übertragen), können sie herausfinden, wie schnell die Explosion sich bewegt, wie viel Energie sie besitzt und welche Art von „Wind“ oder Staubwolke sie durchquert. Die große Frage ist: Was für eine Art von Motor treibt diese Explosionen an? Ist es ein massiver Stern, der in sich selbst zusammenstürzt, oder ein hungriges Schwarzes Loch, das einen Stern zerreißt? Manchmal sind die Hinweise so seltsam, dass sie in keine der bekannten Kategorien passen, was Wissenschaftler dazu zwingt, neue Geschichten darüber zu erfinden, wie das Universum funktioniert.

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Das Rätsel des lang anhaltenden Brüllens

Im Juli 2025 erhellte ein kosmisches Ereignis namens GRB 250702B den Himmel, und es war ein absoluter Sonderling. Während die meisten Gammastrahlenausbrüche nur wenige Sekunden oder vielleicht ein paar Minuten dauern, schrie dieser über 25.000 Sekunden lang – mehr als sieben Stunden! Es war der am längsten aufgezeichnete Gammastrahlenausbruch aller Zeiten. Aber das wahre Rätsel war nicht nur, wie lange er dauerte; es war das, was nach dem anfänglichen Schrei geschah.

Ein Team von Astronomen beschloss, die Rolle von kosmischen Lauschern einzunehmen. Sie richteten einige der leistungsstärksten Radioteleskope der Welt (darunter das Very Large Array in New Mexico und das Atacama Large Millimeter Array in Chile) auf die Stelle, an der die Explosion stattfand. Sie schauten nicht nur einmal hin; sie beobachteten ein ganzes Jahr lang, von 6 Tagen nach dem Ausbruch bis hin zu 356 Tage später. Sie lauschten dem „Radio-Nachglühen“, dem Klang der Schockwelle der Explosion, die durch den Weltraum pflügt.

Was sie fanden: Eine sich verschiebende Welle

Das Team fand heraus, dass das Radiosignal nicht einfach leise verblasste. Stattdessen verhielt es sich wie eine komplexe, sich verschiebende Welle. Bei hohen Frequenzen (wie den hohen Tönen einer Violine) nahm das Signal schnell ab. Aber bei niedrigeren Frequenzen (wie dem tiefen Grollen einer Basstrommel) blieb das Signal bestehen, wurde eine Zeit lang heller, bevor es langsam verblasste.

Dieses Muster sagte den Wissenschaftlern, dass die Explosion eine massive, expandierende Gasschale in eine Umgebung drückte, die nicht leer war. Es war wie ein Speedboot, das durch Wasser fährt, das immer dicker wird, je weiter man nach außen kommt. Die Daten deuteten darauf hin, dass die Explosion durch ein „geschichtetes“ Medium bewegte, was bedeutet, dass die Dichte des Gases auf eine bestimmte Weise abnahm, ähnlich dem Wind, der von einem massiven Stern weht, oder dem Gas, das um ein Schwarzes Loch wirbelt.

Die Größe der Explosion: Ein kosmisches Flimmern

Eines der faszinierendsten Dinge, die das Team bemerkte, war, dass die niederfrequenten Radiosignale wild flackerten, wie eine Kerzenflamme in einem zugigen Raum. Sie kamen zu dem Schluss, dass dies nicht die Explosion selbst war, die sich veränderte; es war die Erdatmosphäre (speziell das ionisierte Gas in unserer Galaxie), die wie eine wackelige Linse wirkte und die Sicht auf das ferne Objekt verzerrte. Dieser Effekt wird als „interstellare Szintillation“ bezeichnet.

Durch die Messung, wie stark das Signal flimmerte, konnten sie eine Größenbeschränkung für die Explosion festlegen. Sie berechneten, dass die Schockwelle etwa die Größe einer riesigen Blase hatte, mit einem Radius zwischen $1,2 \times 10^{16}$ und $5 \times 10^{17}$ Zentimetern. Um das einzuordnen: Das ist ein paar hundert Mal die Entfernung von der Erde zur Sonne, aber winzig im Vergleich zur Größe einer Galaxie.

Zwei mögliche Motoren: Der schmale Jet vs. der breite Fächer

Die große Frage blieb: Welche Art von Motor erzeugte dieses Monster? Die Daten deuteten auf zwei sehr unterschiedliche Möglichkeiten hin, vergleichbar mit einem Auto, das entweder ein superschneller Formel-1-Rennwagen oder ein langsam fahrender, breiter Lieferwagen sein könnte.

1. Der schmale Jet (Der Formel-1-Wagen): Die Explosion könnte ein extrem enger Energiestrahl sein, der in einem schmalen Kegel (weniger als 2 Grad breit) mit unglaublichen Geschwindigkeiten herausschießt. In diesem Fall wäre die Gesamtenergie riesig, aber da der Strahl so schmal ist, sehen wir ihn nur, wenn wir direkt in das „Rohr“ blicken. Dies passt zum Profil eines „Kollapsars“, bei dem ein massiver Stern in ein Schwarzes Loch kollabiert.
2. Der breite Fächer (Der Lieferwagen): Alternativ könnte die Explosion eine viel breitere, langsamer bewegende Explosion sein (die sich über 15 Grad oder mehr ausbreitet), die sich nicht so schnell bewegt. Dies würde eine andere Art von Motor erfordern, vielleicht ein Schwarzes Loch, das einen Stern in einem „Tidal Disruption Event“ (TDE) zerreißt.

Das Team konnte noch nicht mit Sicherheit sagen, welcher es war. Sie konnten jedoch einige Ideen ausschließen. Sie sind recht sicher, dass es nicht ein standardmäßiger, massiver Stern ist, der auf die übliche Weise kollabiert, denn diese Motoren laufen normalerweise zu schnell aus, um sieben Stunden lang durchzuhalten. Sie schlossen auch die Idee aus, dass ein supermassereiches Schwarzes Loch (die Art, die im Zentrum einer Galaxie sitzt) der Verursacher war, da das Timing der Explosion nicht zur langsameren Physik dieser Giganten passte.

Die beste Vermutung: Ein Stern fressendes Schwarzes Loch

Was ist also die wahrscheinlichste Geschichte? Die Autoren vermuten, dass die Explosion wahrscheinlich durch ein Schwarzes Loch (entweder ein „stellares“ Schwarzes Loch, ähnlich schwer wie unsere Sonne, oder ein mittelgroßes „intermediäres“ Schwarzes Loch) verursacht wurde, das einen Stern zerreißt.

Wenn es ein Schwarzes Loch war, das einen Weißen Zwerg (einen toten, dichten Stern) frisst, würde der Motor für eine kürzere Zeit laufen, vielleicht ein paar hundert Tage. Wenn es einen normalen, lebenden Stern frisst, könnte der Motor jahrelang laufen. Die Tatsache, dass das Radiosignal gleichmäßig verblasst, ohne dass zusätzliche „Kraftstoffinjektionen“ nötig sind, deutet darauf hin, dass der Motor von einer stetigen, kraftvollen Diät aus Sternenstoff lebt.

Das Team behält das Signal genau im Auge. Wenn die Radiowellen innerhalb des nächsten Jahres plötzlich aufhören, wäre das ein entscheidender Hinweis. Es würde bedeuten, dass das Schwarze Loch den Stern aufgezehrt hat und der Motor abgeschaltet wurde, was stark auf das Szenario des „Weißen Zwergs“ hindeuten würde. Wenn das Signal über Jahre hinweg anhält, könnte es bedeuten, dass ein normaler Stern langsam verschlungen wird.

Warum es wichtig ist

GRB 250702B ist ein kosmisches Puzzleteil, das nicht ganz in das bisherige Bild passt. Es besitzt die lange Dauer eines TDE, aber den hochenergetischen Schlag eines GRB. Durch das Studium der Veränderung seiner Radiowellen über die Zeit lernen Wissenschaftler, dass das Universum auf mehr Arten eine „Sauerei“ machen kann, als wir dachten. Ob es ein schmaler, superschneller Jet oder ein breiter, langsam bewegender Fächer ist – dieses Ereignis beweist, dass wenn Schwarze Löcher hungrig werden, sie eine Show abziehen können, die Wochen dauert, und unser Verständnis davon, wie Sterne sterben und wie Schwarze Löcher erwachen, herausfordert.