Tiefen des Weltalls Forscher bestimmen Ursprung von rätselhaftem Radioblitz

Sie sind extrem kurz und setzen trotzdem gewaltige Energie frei. Schnelle Radioblitze geben Forschern viele Rätsel auf. Nun haben sie erstmals die Herkunft eines Exemplars entschlüsselt.

Dr. Andrew Howells/ CSIRO/ DPA

Astronomen haben erstmals den Ursprung eines schnellen Radioblitzes in den Tiefen des Alls aufgespürt. Das Teleskopsystem Askap in Australien hatte den extrem kurzen Ausbruch von Radiostrahlung am 24. September 2018 registriert. Wie Forscher um Keith Bannister von der australischen Forschungsorganisation CSIRO nun berichten, hatte er seinen Ursprung in einer 3,6 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie.

Schnelle Radioblitze leuchten typischerweise nur tausendstel Sekunden am Firmament auf, setzen dabei aber gewaltige Energie frei. Welcher Mechanismus hinter dem Phänomen steckt, ist ungeklärt. Die mysteriösen Blitze waren 2007 erstmals beobachtet worden. Seitdem wurden 85 plötzliche Ausbrüche von Radiostrahlung registriert. Fast alle Blitze sind einmalige Ereignisse. Nur in zwei Fällen wurden wiederholt schnelle Radioblitze an derselben Stelle beobachtet.

Den Ursprung einer dieser seltenen Blitzserien haben Forscher bereits bestimmt. Sie wurde 2017 einer drei Milliarden Lichtjahre entfernten Zwerggalaxie zugeordnet. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht - und auch der Radioblitz - in einem Jahr zurücklegt: rund 9,5 Billionen Kilometer. Den Ursprung eines einzelnen, extrem kurzen Radioblitzes haben Forscher nun erstmals ausfindig gemacht, wie sie im Fachblatt "Science" berichten.

"Der große Durchbruch"

"Das ist der große Durchbruch, seit Astronomen die schnellen Radioblitze 2007 entdeckt haben", erklärt Bannister. Für ihre Entdeckung nutzten die Forscher einen auf schnelle Radioblitze spezialisierten Modus des "Australian Square Kilometre Array Pathfinder" (Askap). Das Teleskopsystem soll einmal Teil des "Square Kilometre Arrays" (SKA) werden, das den Himmel zehntausendmal schneller absuchen soll als bisherige Anlagen.

Die Position des Radioblitzes am Himmel ermittelten die Forscher über die leicht unterschiedlichen Ankunftszeiten bei den insgesamt 36 Parabolantennen des Askap. "Aus diesen winzigen Zeitdifferenzen - nur Bruchteile einer milliardstel Sekunde - konnten wir die Heimatgalaxie des Ausbruchs bestimmen und sogar seinen exakten Ausgangspunkt", erklärt Ko-Autor Adam Deller von der Swinburne University in Melbourne.

Demnach stammt der Blitz aus einer mittelgroße Galaxie im Sternbild Kranich am Südhimmel und ist 13.000 Lichtjahre von ihrem Zentrum entfernt entstanden.

Die Dichte der Materie im intergalaktischen Raum bestimmen

"Das ist, als würde man vom Mond aus die Erde beobachten und nicht nur Bescheid wissen, in welchem Haus eine Person lebt, sondern auch auf welchem Stuhl am Tisch im Esszimmer sie sitzt", so Bannister. Forscher haben die Heimatgalaxie des Blitzes inzwischen mit einigen der größten Teleskope der Welt untersucht. Sie hoffen, dass ihre Untersuchungen helfen zu verstehen, wie die schnellen Radioblitze entstehen.

Askap-Teleskop in Australien: Auf der Suche nach schnellen Radioblitzen
Alex Cherney/ CSIRO/ DPA

Askap-Teleskop in Australien: Auf der Suche nach schnellen Radioblitzen

Außerdem wollen Wissenschaftler die kurzen Blitze nutzen, um zu bestimmen, wie viel Materie sich zwischen einzelnen Galaxien befindet. Denn die Radioblitze werden von der Materie, die sie auf ihrem Weg passieren, in charakteristischer Weise verändert. Aus den Eigenschaften eines Blitzes lässt sich daher ablesen, wie viel Materie er durchkreuzt hat.

Lässt sich die Länge seiner Flugstrecke messen, wie es jetzt gelungen ist, ergibt sich daraus die Dichte der Materie im intergalaktischen Raum. Für aussagekräftige Analysen muss zunächst allerdings die Herkunft einer ausreichenden Zahl von Radioblitzen bestimmt werden.

jme/dpa



insgesamt 24 Beiträge
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Seite 1
bushmills 28.06.2019
1.
"Aus diesen winzigen Zeitdifferenzen - nur Bruchteile einer milliardstel Sekunde - konnten wir die Heimatgalaxie des Ausbruchs bestimmen" - der Weg, den Licht oder auch Gammastrahlen der GRBs in einer milliardstel Sekunde zurücklegen, beläuft sich auf knapp 30 cm - bei Zeitdifferenzen von "Bruchteilen einer milliardstel Sekunde" demzufolge entsprechend weniger. Abstände zwischen benachbarten Spiegeln von Askap beträgt ungefähre 100 Meter, beurteilt nach https://www.google.com/maps/place/26°41'45.6"S+116°38'13.2"E/@-26.6946274,116.6297351,922m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x0:0x0!8m2!3d-26.696!4d116.637 Solange Signal also nicht vom Apex oder nahe des Apexes eintrifft, beläuft sich der Spiegelabstand also auf deutlich mehr als auf Bruchteile von 30 cm - damit resultierend in Laufzeitunterschieden von vielen Milliardstel Sekunden, oder, um doch lieber bei Bruchteilen zu bleiben, diese von Millionstel Sekunden (also von Mikrosekunden statt von Nanosekunden). Zugegeben, Millionstel Sekunden klingen weniger spektakulär als Milliardstel Sekunden - aber keine der beiden haut heutzutage Techniker vom Hocker.
permissiveactionlink 28.06.2019
2. Den Ursprung
eines Fast Radio Burst (FRB) hat man nun also gefunden, ein sehr schöner Erfolg der Radioastronomie mit dem australischen SKA. In dem Zusammenhang ist es fast noch schöner zu wissen, dass die Max-Planck-Gesellschaft nunmehr der SKA-Organisation beigetreten ist. Somit hat die Bundesrepublik nicht mehr nur Beobachterstatus wie bisher, sondern ist nun Vollmitglied bei diesem internationalen radioastronomischen Großforschungsprojekt der Superlative, dem "Square Kilometre Array". Schön, dass sich die für die Freigabe der Forschungsgelder verantwortlichen Politiker doch noch zu einer für die Bundesrepublik zukunftsweisenden Entscheidung durchringen konnten. - Man hat nun also den Ursprung eines solchen FRB fokussiert, über minimale Laufzeitunterschiede der von dort ausgesandten Radiowellen. Und als Nebeneffekt kann man nun auch die Dispersion bestimmen, die die intergalaktische Materie auf elektromagnetische Wellen bewirkt, die sie durchlaufen (Verlangsamung der Lichtgeschwindigkeit), und damit die Dichte der intergalaktischen Materie selbst, weil man die Entfernung zum Ursprung recht gut kennt. Die Ursache für den FRB bleibt aber weiter im Dunkeln : Welcher physikalische kataklysmische Prozess ist in der Lage, riesige Energiemengen (äquivalent zu 1/50 der Mondmasse) innerhalb von 3 ms als Radiowellen (im Frequenzbereich bis 1 GHz) freizusetzen wie bei FRB 121102, und das aus einem geringen Raumvolumen, welches keinen größeren Durchmesser besitzen kann als die Länge, die eine elektromagnetische Welle in 3 ms durchläuft. Mein Tipp ins Blaue : Eine sehr starke Energiefreisetzung sehr nahe am Ereignishorizont eines schwarzen Loches im Zentrum einer Galaxie, vielleicht auch eines großen stellaren schwarzen Loches. Gravitationsrotverschiebung !
klmo 28.06.2019
3.
Zitat von bushmills"Aus diesen winzigen Zeitdifferenzen - nur Bruchteile einer milliardstel Sekunde - konnten wir die Heimatgalaxie des Ausbruchs bestimmen" - der Weg, den Licht oder auch Gammastrahlen der GRBs in einer milliardstel Sekunde zurücklegen, beläuft sich auf knapp 30 cm - bei Zeitdifferenzen von "Bruchteilen einer milliardstel Sekunde" demzufolge entsprechend weniger. Abstände zwischen benachbarten Spiegeln von Askap beträgt ungefähre 100 Meter, beurteilt nach https://www.google.com/maps/place/26°41'45.6"S+116°38'13.2"E/@-26.6946274,116.6297351,922m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x0:0x0!8m2!3d-26.696!4d116.637 Solange Signal also nicht vom Apex oder nahe des Apexes eintrifft, beläuft sich der Spiegelabstand also auf deutlich mehr als auf Bruchteile von 30 cm - damit resultierend in Laufzeitunterschieden von vielen Milliardstel Sekunden, oder, um doch lieber bei Bruchteilen zu bleiben, diese von Millionstel Sekunden (also von Mikrosekunden statt von Nanosekunden). Zugegeben, Millionstel Sekunden klingen weniger spektakulär als Milliardstel Sekunden - aber keine der beiden haut heutzutage Techniker vom Hocker.
Mal ehrlich, wen interessieren solche Zahlenspielereien, deren Größenordnungen im Mikro- sowie Makrobereich kein Mensch nur im Ansatz weder begreifen noch erfassen kann. Als hätten wir nicht genug Probleme auf unseren eigenen Planeten, was den Menschen und deren Umwelt betrifft.
NxEaOn 28.06.2019
4. Naja
Nur dass das Signal ja nicht von Teleskop zu Teleskop läuft, sondern aus Billionen Kilometern Entfernung auf einige Meter verteilte Empfänger trifft - die Rechnung geht damit also so nicht ganz auf @bushmills
caneslunarum 28.06.2019
5. Theorie
Sagt die gängige Theorie nicht, daß wir solche Ereignisse entlang der Rotationsachse schwarzer Löcher erwarten dürfen? Jetzt bin ich verunsichert!
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