15.01.2019

Astronomen finden neue rätselhafte Radiosignal-Quelle

Schon seit Jahren rätseln Astronomen über ultrakurze, aber enorm energiereiche Radioblitze, die Radioteleskope aus dem All aufgefangen haben. Jetzt haben Forscher mithilfe eines neuen Teleskops in Kanada eine zweite kosmische Quelle entdeckt, die gleich mehrere solcher Fast Radiobursts produziert. Dies belegt erstmals, dass solche »Serientäter« im All keine Ausnahme sind. Gleichzeitig liefern die neu detektierten Radiosignale wertvolle Hinweise darauf, wo und durch was diese rätselhaften Radiopulse entstehen.

 

Fast Radiobursts (FRB) gelten als eines der großen Rätsel der modernen Astronomie. Denn diese kosmischen Radiopulse entladen in wenigen Millisekunden so viel Energie, wie die Sonne an einem ganzen Tag ausstrahlt. Erste Beobachtungen deuten darauf hin, dass diese energiereichen Pulse von Quellen außerhalb unserer Galaxie stammen. Doch die genauen Ursachen dieser mysteriösen Radioblitze sind bislang unbekannt. Zum einen erschwert die extrem kurze Dauer der Radiosignale ihre Ortung. Zum anderen ist es bisher nur einmal gelungen, verräterische Begleiterscheinungen wie Gammastrahlen aus Richtung der potenziellen Radioquelle einzufangen. Und noch etwas kommt erschwerend hinzu: Fast alle der gut 200 bisher registrierten Radioblitzen treten scheinbar zufällig und einmalig auf. Doch 2015 entdeckten Astronomen am Arecibo Radioteleskop erstmals eine Quelle, die sich wiederholende Fast Radiobursts aussendet.

 

 

Ein zweiter »Serientäter«

Nun haben Astronomen der CHIME-Kollaboration mithilfe des Radioteleskops »Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment« (CHIME) eine zweite Quelle sich wiederholender Radiobursts entdeckt. Das aus vier 100 Meter langen, trogförmigen Antennen bestehende Teleskop ist darauf ausgelegt, kosmische Radiosignale im Bereich von 400 bis 800 Megahertz einzufangen. Wie sensibel die Antennen sind, zeigte sich im Sommer 2018, als die neue Anlage noch im Testbetrieb lief: Innerhalb von nur drei Wochen detektierte CHIME 13 neue Radiobursts. Einer davon, FRB 180814 getauft, hat sich in den folgenden Beobachtungswochen als Quelle sich wiederholender Radiobursts erweisen. „Im September wurden vier weitere Bursts mit den gleichen Merkmalen eingefangen, im Oktober folgte ein weiteres, sechstes Ereignis dieser Serie“, berichten die Astronomen.

 

Aus den Merkmalen der Radiosignale schließen die Forscher, dass alle aus derselben Quelle stammen müssen. Damit sei klar, dass solche sich wiederholenden Radioblitz-Emitter im Kosmos wohl doch kein Einzelfall sind. „Nachdem wir nun wissen, dass es noch einen zweiten davon gibt, könnte es im All noch weitere davon geben“, sagt Ingrid Stairs von der University of British Columbia und Mitglied der CHIME-Kollaboration. „Und wenn mehr solcher Quellen bekannt sind, dann hilft uns das zu verstehen, wo sie herkommen und was sie verursacht.“ So scheint unwahrscheinlich, dass einmalige kosmische Ereignisse wie eine Sternexplosion oder der Sturz eines Objekts in ein Schwarzes Loch die Ursache solcher wiederholten Radiosignale sind.

 

Überraschend tief und gestreut

Überraschend war jedoch noch ein zweites Merkmal der neu detektierten Radiosignale: Sie erstreckten sich über einen tieferen Frequenzbereich als erwartet. Die meisten der bisher bekannten Fast Radiobursts lagen im Bereich von 1400 Megahertz und reichten nicht tiefer als auf 700 Megahertz, wie die Forscher berichten. Doch die nun vom CHIME-Teleskop eingefangenen Signale reichen bis auf 400 Megahertz hinunter, der niedrigsten Frequenz, die das Teleskop noch detektieren kann. „Was immer die Quellen dieser Radiobursts sind, es ist spannend zu sehen, wie groß die Frequenz-Bandbreite ist, in der diese Signale produziert werden“, sagt CHIME-Teammitglied Arun Naidu von der McGill University. Gleichzeitig helfe dies, die möglichen Ursachen dieser Radioblitze einzuengen: „Den Modellen nach können einige potenzielle Quellen keine Radiosignale unterhalb bestimmter Frequenzen erzeugen“, so Naidu.

 

Ein weiteres Indiz auf die Quelle der Fast Radiobursts liefert eine relativ starke Streuung bei der Mehrheit der von CHIME detektieren Signale. Wie die Astronomen erklären, spricht dies dafür, dass diese Radiopulse in eher extremen kosmischen Umgebungen entstehen. „In Frage kämen beispielsweise eine dichte Ansammlung von Materie wie bei einem Supernova-Überrest oder eine Quelle nahe dem zentralen Schwarzen Loch einer Galaxie“, erklärt Teammitglied Cherry Ng von der University of Toronto. Co-Autor Tom Landecker vom National Research Council of Canada ergänzt: „Noch haben wir das Rätsel nicht gelöst, aber wir haben nun ein paar mehr Teile dieses Puzzles gefunden.“

 

 

Quelle: Nadja Podbregar für bild der wissenschaft

Foto: Pixabay, CC0 Creative Commons

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