Astronomen lokalisieren schließlich den hellsten schnellen Radioblitz zu seiner Quelle

Ein Blitz aus dem fernen Universum

Fast Radio Bursts sind unter Astronomies faszinierendsten Rätseln: Millisekunden lange Impulse intensiver Radiowellen aus dem Weltall, die in einem Bruchteil einer Sekunde mehr Energie freisetzen als die Sonne in Tagen ausstrahlt. Seit ihrer Entdeckung 2007 wurden Hunderte von Fast Radio Bursts katalogisiert, doch ihre Ursprünge blieben tiefgreifend rätselhaft. Nun haben Astronomen einen bedeutenden Durchbruch erzielt und es geschafft, den hellsten Fast Radio Burst, der je entdeckt wurde, zu seiner Quellengalaxie zurückzuverfolgen.

Der fragliche Burst, im astronomischen Katalog als FRB 20220912A bezeichnet, wurde zunächst vom CHIME-Radioteleskop in British Columbia, Kanada, entdeckt, während es den nördlichen Himmel in einer routinemäßigen Durchmusterung abtastete. Seine Signalstärke war außergewöhnlich — etwa zehnmal energiereicher als der nächsthellste FRB in der Aufzeichnung — und führte zu einer sofortigen Kampagne von Folgbeobachtungen über mehrere Teleskope weltweit. Die präzise Positionsmessung, erreicht durch Very Long Baseline Interferometry, hat den Burst nun auf eine bestimmte Region innerhalb einer etwa 3,6 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie eingegrenzt.

Was uns die Wirtsgalaxie erzählt

Die Wirtsgalaxie ist eine massive, sternenbildende Galaxie — die Art von Umgebung, in der die stellare Evolution schnell fortschreitet und große Mengen massiver Sterne hervorbringt, die ihr Leben als Supernovae, Neutronensterne und stellare Schwarze Löcher beenden. Diese Population von kompakten Objekten wird angenommen, mit FRB-Produktion verbunden zu sein, und die Eigenschaften der Wirtsgalaxie entsprechen dem Profil, das Theoretiker als fruchtbaren Boden für diese Ereignisse vorhergesagt haben.

Die führende theoretische Erklärung für die meisten Fast Radio Bursts ist, dass sie von Magnetaren erzeugt werden — einer speziellen Klasse von Neutronenstern mit Magnetfeldern Billionen Mal stärker als Earths. Magnetare können Sternbeben oder magnetische Rekonnexionsereignisse durchlaufen, die enorme Energiemengen in Millisekunden freisetzen. Die Entdeckung 2020 eines Fast Radio Burst von einem bekannten Magnetar in unserer eigenen Milchstraße war eine Meilenstein-Bestätigung dieser Hypothese.

Die Lokalisierung von FRB 20220912A in einer massiven, sternenbildenden Galaxie ist konsistent mit der Magnetar-Hypothese, schließt aber alternative Erklärungen nicht definitiv aus. Einige Forscher haben vorgeschlagen, dass hochenergetische FRBs von Kollisionen zwischen kompakten Objekten stammen könnten — Ereignisse, die auch bevorzugt in Regionen aktiver Sternenbildung auftreten.

Fast Radio Bursts als kosmische Werkzeuge

Über ihr inhärentes Interesse als exotische astrophysikalische Phänomene hinaus sind Fast Radio Bursts zu wertvollen wissenschaftlichen Instrumenten geworden. Wenn Radiosignale über Milliarden Lichtjahre intergalaktischen Raums wandern, werden sie durch Elektronen im diffusen intergalaktischen Medium zerstreut. Durch Messung dieser Dispersion können Astronomen die Dichte und Verteilung von Materie zwischen der Quelle des Burst und der Erde untersuchen und verwenden FRBs im Wesentlichen als hinterleuchtete Sonden der kosmischen Struktur.

Der extrem helle FRB 20220912A bietet eine ungewöhnlich kraftvolle Sonde dieser Art. Sein hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis ermöglicht detaillierte Messungen des intergalaktischen Mediums entlang einer bestimmten Sichtlinie, die, kombiniert mit der nun bekannten Quelldistanz, Modelle der Materieverteilung durch das Universum auf den größten Skalen einschränken kann.

Der Weg zum vollständigen Verständnis

Trotz des Fortschritts bleiben die fundamentale Physik der FRB-Produktion unvollständig verstanden. Warum wiederholen sich einige FRBs und andere scheinen nur einmal abzugehen? Was bestimmt die enorme Spanne der beobachteten Energien? Radioobservatorien der nächsten Generation, einschließlich des Square Kilometre Array, die in Südafrika und Australien teilweise in Betrieb sind, werden FRBs um Größenordnungen häufiger entdecken als aktuelle Instrumente und automatisch Sub-Bogensekundenlokalisierungen bieten. Das Feld, das von null bekannten Beispielen zu Hunderten in weniger als zwei Jahrzehnten übergegangen ist, steht auf der Schwelle zu einer weiteren exponentiellen Expansion — und damit zu tieferem Verständnis einiger der gewalttätigsten Ereignisse des Universums.

Dieser Artikel basiert auf Berichterstattung von New Scientist. Lesen Sie den Originalartikel.