Rätselhafter Radioblitz aus weit entfernter Region des Universums erfasst

13. Juli 2014, 17:54
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Beobachtung mit dem Arecibo-Radioteleskop auf Puerto Rico vertieft astrophysikalisches Mysterium um Fast Radio Bursts

Wissenschafter haben mit dem Arecibo-Radioteleskop auf Puerto Rico einen nur Sekundenbruchteile dauernden Ausbruchs von Radiostrahlung registriert. Ähnliche Radioblitze waren bereits früher festgestellt worden, doch noch niemals zuvor auf der nördlichen Hemisphäre des Himmels. Die bei dem Ereignis gesammelten neuen Daten trugen kaum zur Klärung des Rätsels bei, wie es eigentlich zu solchen Ausbrüchen kommt - nur eines scheint klar: sie dürften aus außerordentlich großen Entfernungen im Universum kommen.

Schnelle Radiostrahlungsausbrüche bzw. Radioblitze (Fast Radio Bursts, FRBs) sind Kurzzeit-Phänomene von nur einigen Millisekunden Dauer. Wissenschafter am Parkes-Observatorium in Australien hatten solche Ereignisse zum allerersten Mal aufgezeichnet. Die Tatsache, dass entsprechende Ergebnisse mit keinem anderen Teleskop der Erde bestätigt werden konnten, führte zwischenzeitlich zu der Vermutung, dass das australische Teleskop Signale von Quellen auf der Erde oder in ihrer unmittelbaren Umgebung aufgezeichnet haben könnte. Die hier beschriebene Entdeckung mit dem Arecibo-Teleskop ist der erste Nachweis eines Radioblitzes, der nicht auf Beobachtungen mit dem Parkes-Radioteleskop zurückgeht. Die Position des neuen Radiostrahlungsausbruchs liegt in Richtung des Sternbilds Fuhrmann (Auriga) am nördlichen Sternhimmel.

"Statistisch gesehen sollte es nur sieben Ausbrüche pro Minute über den ganzen Himmel verteilt geben; es gehört also schon eine Menge Glück dazu, dass man sein Teleskop zur richtigen Zeit auf die richtige Position am Himmel ausrichtet", sagt Laura Spitler vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn, die federführende Autorin der Veröffentlichung. "Sowohl die Eigenschaften unseres mit dem Arecibo-Teleskop gefundenen Radioblitzes wie auch die daraus abgeleitete Häufigkeit des Auftretens solcher Ereignisse stimmen sehr schön mit dem überein, was wir aus den vorher bereits mit Parkes beobachteten Ausbrüchen abgeleitet haben."

"Unser Forschungsergebnis ist vor allem deshalb so wichtig, weil es auch den letzten Zweifel ausräumt, dass diese Radioblitze wirklich aus den Tiefen des Universums stammen”, ergänzt Victoria Kaspi von der McGill-Universität in Montreal und leitende Wissenschafterin des Pulsarbeobachtungsprojekts, in dessen Rahmen der Radioausbruch entdeckt wurde. "Die Radiosignale zeigen alle Anzeichen, dass sie tatsächlich weit außerhalb unserer Milchstraße erzeugt wurden – das ist eine sehr aufregende Entdeckung."

Exotische astrophysikalische Phänomene

Wie genau diese Radioblitze entstehen, stellt im Moment noch ein größeres Rätsel für die Astrophysik dar. Die Vermutungen kreisen um eine Reihe von exotischen astrophysikalischen Phänomenen wie zum Beispiel verdampfende Schwarze Löcher, miteinander verschmelzende Neutronensterne oder Strahlungsausbrüche auf Magnetaren, das sind Neutronensternen mit extrem hohen Magnetfeldern.

"Eine andere Möglichkeit wäre ein Phänomen wie die bei manchen Pulsaren beobachteten Riesenpulse, aber mit einer wesentlich höheren Helligkeit", bemerkt James Cordes, Professor für Astronomie an der Cornell-Universität und Ko-Autor der aktuellen Veröffentlichung.

Der ungewöhnliche Strahlungsausbruch wurde am 2. November 2012 am Arecibo-Observatorium mit dem größten und empfindlichsten Radioreflektor der Erde beobachtet, mit einem Spiegel von 305 m Durchmesser und einer Fläche von etwa acht Hektar.

10.000 Radioblitze pro Tag

Während die Radioblitze nur einige Millisekunden andauern und bisher kaum jemals entdeckt werden konnten, bestätigen die neuen Beobachtungen statistische Annahmen, dass es rund 10.000 dieser ungewöhnlichen kosmischen Ereignisse pro Tag, verteilt über den ganzen Himmel, geben sollte. Die erstaunlich große Anzahl ergibt sich aus Berechnungen, ein wie großer Teil des Himmels wie lange beobachtet wurde, um die bisherigen wenigen Entdeckungen zu erhalten.

Die Radioblitze stammen aus einem Bereich weit außerhalb unserer Milchstraße, wie aus der Messung eines als Plasmadispersion bekannten Effekts abgeleitet werden kann. Dabei kann man Signale, die über größere Strecken durch das Universum laufen, von künstlichen, auf der Erde erzeugten Signalen durch den Einfluss von interstellaren Elektronen unterscheiden. Sie führen dazu, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Radiowellen bei niedrigeren Radiofrequenzen abnimmt. Bei den mit dem Arecibo-Teleskop entdeckten Strahlungsausbrüchen ist die Dispersion dreimal größer als man von einer Quelle mit Ursprung in unserer Milchstraße maximal erwarten könnte. (red, derStandard.at, 13.07.2014)

  • Die optische Himmelsaufnahme der Region in Richtung des Sternbilds Fuhrmann, in der der Kurzzeit-Radiostrahlungsausbruch FRB 121102 (mit  grünem Kreis markiert) entdeckt wurde.
    foto: rogelio bernal andreo (deepskycolors.com)

    Die optische Himmelsaufnahme der Region in Richtung des Sternbilds Fuhrmann, in der der Kurzzeit-Radiostrahlungsausbruch FRB 121102 (mit grünem Kreis markiert) entdeckt wurde.

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