Fast Radio Bursts: Astronomen finden Quelle eines schnellen Radioblitzes
Copyright: Daniel Liévano, bearbeitet von MIT News
Cambridge (USA) – Mithilfe einer neuen Technik haben Astronomen die Quelle von mindestens einem schnellen Radioblitz (Fast Radio Burst, FRB) genau lokalisiert. Die Methode könnte auch bei anderen FRBs angewendet werden. Die Ergebnisse liefern damit den ersten schlüssigen Beweis dafür, dass schnelle Radioblitze aus der Magnetosphäre – der hochmagnetischen Umgebung eines extrem kompakten Objekts – stammen können.
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Schnelle Radioblitze (Fast Radio Bursts, FRBs) sind kurze und brillante Explosionen von Radiowellen, die vermutlich von extrem kompakten Objekten wie Neutronensternen und möglicherweise Schwarzen Löchern ausgesendet werden. Diese flüchtigen „Feuerwerke“ dauern nur ein Tausendstel einer Sekunde und können eine enorme Energiemenge freisetzten – genug, um vorübergehend ganze Galaxien zu überstrahlen.
Schon Tausende FRBs entdeckt – Ursache rätselhaft
Seit der Entdeckung des ersten FRB im Jahr 2007 wurden Tausende solcher Signale aufgezeichnet, deren Ursprünge von unserer eigenen Galaxie teilweise bis zu 8 Milliarden Lichtjahre entfernt liegen. Wie genau diese kosmischen Radioblitz-Emissionen entstehen, ist jedoch immer noch umstritten.
Wie das Team aus Astronomen und Astronominnen um die Postdoktorandin Kenzie Nimmo am Massachusetts Institute of Tecghnology (MIT) aktuell im Fachjournal „Nature“ (DOI: 10.1038/s41586-024-08297-w) berichtet, konzentrierten sie sich auf den FRB mit der Kennnummer „FRB 20221022A“ und damit auf einen zuvor entdeckten schnellen Radioblitz, der aus einer etwa 200 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie stammt.
Anhand der sogenannten „Szintillation“ konnte die genaue Position des Radiosignals bestimmt werden. Dabei handelt es sich um einen Effekt, der vergleichbar ist mit dem Funkeln von Sternen am Nachthimmel. Kurz: Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen untersuchten Helligkeitsschwankungen des FRBs und stellten fest, dass der Blitz aus der unmittelbaren Umgebung seiner Quelle stammt und nicht, wie einige Modelle vorhersagen, aus einem weiter entfernten Bereich.
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Das Team schätzt, dass FRB 20221022A aus einer Region stammt, die extrem nahe an einem rotierenden Neutronenstern liegt – höchstens 10.000 Kilometer von diesem Sternenrest entfernt. Das entspricht weniger als der Entfernung zwischen New York und Singapur. „In dieser Nähe entstand der Blitz wahrscheinlich in der Magnetosphäre des Neutronensterns – einer hochmagnetischen Region unmittelbar um den ultrakompakten Stern.“
Die Ergebnisse liefern damit den ersten schlüssigen Beweis dafür, dass ein schneller Radioblitz aus der Magnetosphäre – der hochmagnetischen Umgebung eines extrem kompakten Objekts – stammen kann.
Erklärung zumindest für einige FRBs
„In den Magnetosphären von Neutronensternen sind die Magnetfelder wirklich an den Grenzen dessen, was das Universum erzeugen kann“, Nimmo. „Es gab viele Debatten darüber, ob diese hellen Radiowellen überhaupt aus diesem extremen Plasma entweichen können.“
„In der Umgebung dieser hochmagnetischen Neutronensterne, auch Magnetare genannt, können Atome nicht existieren – sie würden einfach von den Magnetfeldern zerrissen“, erklärt Kiyoshi Masui, außerordentlicher Physikprofessor am MIT und Mitautor der Studie.
„Das Spannende ist, dass wir feststellen, dass die Energie, die in diesen Magnetfeldern nahe der Quelle gespeichert ist, sich verdreht und neu konfiguriert, sodass sie als Radiowellen freigesetzt werden kann, die wir über die halbe Entfernung des Universums sehen können.“
„Diese Blitze passieren ständig, mehrere pro Tag“, sagt Masui abschließend. „Es könnte eine große Vielfalt in der Art und dem Ort ihrer Entstehung geben, und diese Szintillationstechnik wird sehr nützlich sein, um die verschiedenen physikalischen Prozesse hinter diesen Blitzen zu entschlüsseln.“
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Recherchequelle: MIT
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