Radioblitze Forscher rätseln über geheimnisvolles Blinksignal im All

Gigantische kurze Radioblitze gehören zu den großen Mysterien der Astronomie. Eine neue Beobachtung stellt die bisherigen Annahmen zur Entstehung des exotischen Phänomens in Frage.

Arecibo-Radioteleskop mit grafisch dargestelltem Radiosignal
Danielle Futselaar

Arecibo-Radioteleskop mit grafisch dargestelltem Radiosignal

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Wenig Zeit? Am Textende gibt's eine Zusammenfassung.


Eine Millisekunde, der tausendste Teil einer Sekunde - so lange dauert in etwa der Blitz eines Fotoapparats. Eine Stubenfliege braucht dreimal so lange, um ihre Flügel zu bewegen. Und Sie, um mit den Wimpern Ihres Auges zu schlagen, benötigen sogar hundertmal diese Zeitspanne. Man kann also ohne Probleme sagen: Eine Millisekunde ist verflixt kurz. Doch genau in solchen winzig kurzen Momenten senden ferne Quellen irgendwo im Kosmos hochenergetische Radiostrahlungsblitze aus. Ein paar Millisekunden unvorstellbare Energie - dann sind sie wieder still. Für immer, wie man bisher dachte.

Das Phänomen der Fast Radio Bursts, kurz FRBs, gehört zu den großen Geheimnissen der Astronomie. Seit knapp zehn Jahren beschäftigt es die Forscher - und bis heute ist nicht abschließend geklärt, woher die Blitze stammen. Ungefähr 20 solcher gigantischen Ereignisse waren bisher bekannt. Erst vergangene Woche hatten Forscher von der Square Kilometre Array (SKA) Organisation im Fachmagazin "Nature" über ein Exemplar berichtet, das sie im April 2015 registriert haben wollen, eine nicht ganz unumstrittene Arbeit übrigens.

Jedenfalls präsentierten die Forscher in ihrem Artikel auch Vermutungen zur Entstehung des Blitzes. Demnach war eine kosmische Katastrophe riesigen Ausmaßes schuld an dem Strahlungspuls, der kurzzeitig so stark war wie Milliarden Sonnen: die Kollision von zwei Sternen zum Beispiel oder ein verschmelzendes System aus zwei Neutronensternen. Nur eine Woche später und wieder in "Nature" berichten nun Forscher um Laura Spitler vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, dass sie erstmals einen sich wiederholenden Radioausbruch beobachtet haben.

Optische Himmelsaufnahme der Region, wo FRB 121102 entdeckt wurde
Rogelio Bernal Andreo, DeepSkyColors.com

Optische Himmelsaufnahme der Region, wo FRB 121102 entdeckt wurde

Und diese Ergebnisse passen so gar nicht zu der These von der kosmischen Katastrophe als Ursache. Denn wenn solch ein Ereignis einmal gelaufen ist, sollte es eigentlich keine Signale mehr geben. Doch die geheimnisvolle Quelle namens FRB 121102 im Himmelsbereich des Sternbilds Fuhrmann blitzt. Und blitzt. Und blitzt. Nur mit einem Zehntel der Intensität der anderen bekannten Radioblitze zwar - aber eben immer wieder einmal.

Mindestens zehn Signale

"Die Ergebnisse scheinen auf den ersten Blick im Widerspruch zu stehen", sagt Spitler. Doch eben nur auf den ersten Blick. Denn, so vermutet sie: Die Sache lässt sich womöglich doch erklären.

Die Signale hatte Paul Scholz, ein Doktorand an der McGill University im kanadischen Montreal, in Daten des riesigen Arecibo-Radioteleskops in Puerto Rico gefunden. Es ist mit einem Spiegeldurchmesser von 305 Metern das weltweit größte Einzelteleskop, in China entsteht gerade eine noch größere Anlage mit 500 Metern Durchmesser. In den Arecibo-Daten fand Scholz, er ist auch Mitautor des aktuellen Artikels, nun Hinweise darauf, dass FRB 121102 mindestens zehn Mal hochenergetische Signale gesendet hatte. Und das nur in der vergleichsweise kurzen Zeit, in der die Forscher ihn im Visier hatten.

Arecibo-Teleskop in Puerto Rico (Archivbild)
AP

Arecibo-Teleskop in Puerto Rico (Archivbild)

"Es ist nicht nur so, dass die Strahlungsausbrüche sich bei dieser Quelle wiederholen, auch Helligkeit und Spektralverhalten unterscheiden sich deutlich von anderen FRBs", beschreibt seine Kollegin Spitler. Doch wie geht das mit dem bisherigen Erklärungsansatz für die Signale aus den Tiefen des Alls zusammen? Das funktioniere durchaus, sagt die Forscherin: "Es könnte mehr als einen Weg geben, auf dem solche Radiostrahlungsausbrüche entstehen."

Bei riesigen Gammastrahlungsblitzen sei es genauso. Da gebe es auch mindestens zwei Mechanismen, um kurze und lange Eruptionen zu erklären. Und so sei es wohl auch hier, sagt Spitler. Die Theorie von der kosmischen Katastrophe als Ursache der mächtigen Radiosignale könne durchaus weiter gelten. Es müsse aber eben noch etwas geben. Etwas, das auch wiederholte Blitze möglich mache.

Ein "Pulsar auf Steroiden"?

Ein junger, besonders energiereicher Neutronenstern, so glaubt Spitler, könnte die Quelle sein. Solch ein Himmelskörper hat einen geringen Durchmesser, vielleicht 20 Kilometer, ist aber schwerer als unsere Sonne - und damit extrem dicht. Normalerweise drehen sich Neutronensterne extrem schnell und haben ein unvorstellbar starkes Magnetfeld. Manche senden regelmäßig Radiosignale aus. Sie werden Pulsare genannt.

Doch das hier muss noch etwas anderes sein. Denn FRB 121102 funkt in unregelmäßigen Abständen. Die Forscher konnten in ihren Daten einige Ausbrüche innerhalb weniger Minuten nachweisen. Dann wiederum war wochenlang Ruhe - bis es schließlich wieder einen Ausbruch gab. Womöglich, so spekulieren sie, wird gelegentlich bei einem Pulsar ein Blinksignal extrem verstärkt. Als einen "Pulsar auf Steroiden" beschreibt Jason Hessels vom Netherlands Institute for Radio Astronomy im niederländischen Dwingeloo die Sache.

Auch wenn das Bild eindrücklich ist - bisher wissen die Forscher noch viel zu wenig über die Quelle der kosmischen Blitze. Sie brauchen: Daten, Daten, Daten. "Es ist eine sehr aufregende Zeit für die Untersuchung von FRBs", sagt Forscher Hessels. "Man kann mit beinahe jeder Quelle etwas Neues lernen."

Zusammengefasst: Forscher haben erstmals eine Quelle gefunden, die wiederholt kurze Radioblitze ausgesendet hat - in unregelmäßigen Abständen. Solche Fast Radio Bursts, kurz FRBs, gehören zu den großen Rätseln der Astronomie. Die wiederholte Beobachtung an derselben Stelle lässt sich nicht mit bisherigen Annahmen zur Entstehung des Phänomens vereinbaren. Womöglich, glauben die Forscher, gibt es mehr als eine Erklärung für die hochenergetischen Blitze. Doch um das herauszufinden, müssen sie noch viel mehr davon beobachten.



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