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Neue Entdeckung macht rätselhafte Radioblitze aus dem All noch mysteriöser

  • Forscher haben den Ursprung eines sich wiederholenden kurzen Radioblitzes lokalisiert.
  • Er stammt aus einer 500 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie – und war damit näher an der Erde als frühere Radioblitze mit bekannter Herkunft.
  • Die Entdeckung wirft neue Fragen zum Ursprung des rästelhaften Weltraumphänomens auf.
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In einer umfangreichen Beobachtungskampagne haben Astronomen den bislang dichtesten der mysteriösen kurzen Radioblitze aus dem All lokalisiert. Der Fast Radio Burst (FRB) stammte demnach aus einer rund 500 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie ähnlich unserer Milchstraße.

Die genaue Position in einem der Spiralarme der Galaxie sei unerwartet und unterscheide sich von allen anderen bislang lokalisierten Fast Radio Bursts, schreibt das Team um Benito Marcote vom gemeinsamen europäischen Radioastronomie-Institut Jive in Dwingeloo (Niederlande) im Fachblatt „Nature“. Die Beobachtung mache die Radioblitze noch mysteriöser.

Fast Radio Bursts sind kurze, kräftige Strahlungsausbrüche im Radiowellenbereich, die nur für ein paar Tausendstelsekunden aufflackern. Seit der Entdeckung im Jahr 2007 rätseln Astronomen über die Ursachen des Phänomens. Inzwischen sind Hunderte solcher Blitze registriert worden, der jetzt untersuchte Fast Radio Burst ist jedoch erst der fünfte, dessen Position sich genau bestimmen ließ. „Dies ist der dichteste FRB zur Erde, der bislang lokalisiert werden konnte“, betont Marcote in einer Mitteilung. „Überraschenderweise wurde er in einer grundverschiedenen Umgebung aufgespürt als die vier zuvor lokalisierten FRBs.“

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Kürzer als zwei Tausendstelsekunden

Für die Beobachtung hatten die Wissenschaftler mehrere Radioteleskope zusammengeschaltet, darunter das deutsche 100-Meter-Radioteleskop in Effelsberg vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn. Auf diese Weise entstand ein virtuelles Riesenteleskop, mit dem die Astronomen die Region ins Visier nahmen, in der das kanadische Radioteleskop Chime 2018 den Fast Radio Burst mit der Katalognummer FRB 180916.J0158+65 entdeckt hatte. Er gehört zur Untergruppe der sich wiederholenden Radioblitze (Repeater). In fünf Stunden Beobachtungszeit registrierten die Forscher nun insgesamt vier Strahlungsausbrüche von ihm, die jeweils kürzer als zwei Tausendstelsekunden waren.

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Optische Aufnahme der Ursprungsgalaxie des schnellen Radiostrahlungsausbruchs (FRB) 180916.J0158+65 mit dem Gemini-Nord-Teleskop auf Hawaii. Die Position des FRB ist markiert. © Quelle: B. Marcote et al, Nature 2020

Radioblitz stammt aus Spiralgalaxie

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Dank der enormen Auflösung des virtuellen Riesenteleskops ließ sich die Quelle der Ausbrüche auf einen Winkelbereich eingrenzen, der dem eines einzelnen Menschen auf dem Mond entspricht. An der identifizierten Stelle befindet sich eine Spiralgalaxie. Nachbeobachtungen mit einem der größten optischen Teleskope der Welt, dem Acht-Meter-Gemini-Nord-Teleskop auf Hawaii, lieferten die Entfernung dieser Galaxie und zeigten, dass der FRB aus einem Gebiet der Spiralgalaxie stammt, in dem zahlreiche neue Sterne entstehen. Der einzige andere bislang lokalisierte Radioblitz aus der Gruppe der Repeater liegt dagegen Marcote zufolge in einem Bereich mit speziellen und extremen Bedingungen im Inneren einer massearmen Zwerggalaxie.

„Die Lage dieses Objekts ist nicht nur komplett anders als die des einzigen zuvor lokalisierten sich wiederholenden Radioblitzes, sondern auch anders als bei allen zuvor untersuchten FRBs“, erläutert Co-Autorin Kenzie Nimmo von der Universität Amsterdam. „Das verwischt die Unterschiede zwischen sich wiederholenden und sich nicht wiederholenden Fast Radio Bursts.“ Es sei möglich, dass die Radioblitze in einer Vielzahl unterschiedlicher Regionen im All entstünden, aber nur unter besonderen Voraussetzungen nachweisbar seien.

Radioblitze wohl nicht auf Pulsare zurückzuführen

Die Beobachtung erschwert die Suche nach der Natur der Radioblitze noch weiter. „Mit den vorliegenden Ergebnissen wird es zunehmend unwahrscheinlich, dass die sich wiederholenden FRBs auf sehr starke Signale von Radiopulsaren zurückzuführen sind“, berichtet Co-Autor Ramesh Karuppusamy vom Bonner Max-Planck-Institut. „Wir sind an der Schwelle, mit neuen noch empfindlicheren Radioteleskopen weitere FRBs zu lokalisieren und damit schließlich die wahre Natur dieser Quellen herauszufinden.“

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Die kurzen Radioblitze sind für die Astronomen nicht nur als rätselhaftes Phänomen interessant, wie das Bonner Institut erläuterte. Mit den Strahlungsausbrüchen kann sich auch die Verteilung der Materie im Universum kartieren lassen, da sie uns aus großer Entfernung erreichen. Je mehr Materie ein Blitz auf dem Weg durchs All passiert, desto stärker ist er demnach „dispergiert“, das heißt, seine Wellen größerer Länge treffen etwas später ein als seine Wellen kürzerer Länge. Sofern sich die Entfernung der jeweiligen Blitze bestimmen lässt, ergibt sich aus der Messung der Dispersion nach und nach eine Karte der dreidimensionalen Verteilung der Materie im Kosmos.

RND/dpa

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