Sa, 15. Dezember 2018

Forscher überrascht

04.01.2017 19:00

Zwerggalaxie ist Ursprung mysteriöser Radioblitze

Erst seit rund zehn Jahren kennt die Wissenschaft das Phänomen mysteriöser Radioblitze (Fast Radio Bursts, FRB), die viel kürzer sind als ein Wimpernschlag und scheinbar unregelmäßig am Himmel aufflackern. Jetzt haben Astronomen um Shami Chatterjee von der Cornell-Universität eine ferne Zwerggalaxie als Ursprung der kurzen Radioblitze ausgemacht. Die Entdeckung überrascht, hatte man doch von einer so kleinen Galaxie nicht derart starke Strahlungsausbrüche erwartet.

Zur Natur ihrer Quellen gibt es zahlreiche Ideen: Die Blitze könnten etwa von der Verschmelzung zweier Neutronensterne stammen oder von massereichen Schwarzen Löchern erzeugt werden. Wegen ihrer extrem kurzen Dauer ist der genaue Ursprung der Radioblitze nur schwer zu bestimmen.

Mit zuvor unerreichter Genauigkeit untersuchte das Team um Chatterjee deshalb nun die einzige Himmelsregion, in der wiederholt Radioblitze beobachtet worden waren. Dazu richteten die Wissenschaftler die Antennen US-Radioastronomie-Observatoriums Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) auf jene Stelle am Himmel, an der ein Team um Laura Spitler vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie mit dem großen Arecibo-Radioteleskop in Puerto Rico am 2. November 2012 einen FRB 121102 getauften Radioblitz entdeckt hatte, der zwei Jahre später erneut aufleuchtete.

Mit Mega-Radioteleskop neun Radioblitze registriert
Tatsächlich konnten die 27 zusammengeschalteten VLA-Radioantennen von dort nun sogar neun Blitze auffangen. Damit ließ sich die exakte Position von FRB 121102 (im Bild unten weiß markiert), wie der Ort nach dem ersten dort registrierten Aufflammen genannt wurde, 200-mal genauer bestimmen als bisher. Weitere Beobachtungen mit einem internationalen Zusammenschluss von Radioteleskopen, zu dem auch die 100-Meter-Antenne des Bonner Max-Planck-Instituts gehört, steigerten die Genauigkeit noch einmal um das Zehnfache.

Die Untersuchungen zeigten, dass sich an dem Ursprungsort der Radioblitze lediglich eine kleine Zwerggalaxie befindet, mit einer schwachen, dauerhaft leuchtenden Radioquelle. Die Ursprungsgalaxie ist rund drei Milliarden Lichtjahre (ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, Anm.) entfernt.

Radioblitze müssen extrem stark sein
Die Strahlungsausbrüche müssen also extrem stark sein, damit sie in so großer Entfernung noch deutlich messbar sind, berichten die die Forscher, die ihre Beobachtungen im britischen Fachblatt "Nature" sowie bei der Jahrestagung der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft (AAS) in Grapevine im US-Bundesstaat Texas vorstellten.

Welcher Prozess in einer Zwerggalaxie solche starken Radioblitze erzeugen kann, ist noch Spekulation. "Die Bedingungen in dieser Zwerggalaxie sind so, dass noch wesentlich massereichere Sterne als in unserer Milchstraße dort entstehen können, und vielleicht liegt der Ursprung der Strahlungsausbrüche im kollabierten Überrest eines solchen Sterns", mutmaßt der niederländische Koautor Jason Hessels von der Universität Amsterdam.

Liegt Ursprung in gewaltigen Schwarzen Löchern?
Alternativ könnten die Blitze von einem extrem massereichen Schwarzen Loch erzeugt werden, das Materie aus seiner Umgebung verschlingt. Allerdings kommen solche monströsen Schwarzen Löcher in Zwerggalaxien normalerweise nicht vor. Tatsächlich hatten andere Forscher bei der Untersuchung eines Radioblitzes aus dem Jahr 2015 (FRB 150418) eine große, elliptische Galaxie in rund sechs Milliarden Lichtjahren Entfernung als Ursprung bestimmt. Solche Galaxien besitzen in der Regel gigantische Schwarze Löcher in ihrem Zentrum.

"Es gibt Anzeichen dafür, dass diese beiden Bursts, FRB 121102 und FRB 150418, einen ganz unterschiedlichen Ursprung haben", erläuterte Prof. Michael Kramer, einer der Koautoren der damaligen Untersuchung und Direktor am Bonner Max-Planck-Institut, auf Nachfrage. Weitere Antworten erhoffen sich die Astronomen von Nachbeobachtungen und der Entdeckung weiterer Radioblitze.

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