Woher mysteriöse Radioblitze stammen

Erst seit rund zehn Jahren sind „Fast Radio Bursts“ bekannt: Radioblitze im Weltall, die plötzlich auftreten und besonders energiereich sind. Astronomen haben nun eine ferne Zwerggalaxie als Ursprung der mysteriösen Blitze ausgemacht.

Die Entdeckung überrascht die Forscher um Shami Chatterjee von der US-amerikanischen Cornell-Universität und Laura Spitler vom deutschen Max-Planck-Institut für Radioastronomie: Sie haben von einer so kleinen Galaxie nicht derart starke Strahlungsausbrüche erwartet.

Mehrere Ideen zur Entstehung

Die „Fast Radio Bursts“ (FRB) sind viel kürzer als ein Wimpernschlag und flackern scheinbar unregelmäßig am Himmel auf. 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.

Die Forscher untersuchten nun die einzige Himmelsregion, in der wiederholt Radioblitze beobachtet wurden, mit zuvor unerreichter Genauigkeit. Dazu richteten sie die Antennen des US-Radioastronomie-Observatoriums Very Large Array (VLA) auf die Stelle am Himmel, an der im November 2012 ein Radioblitz entdeckt wurde, der zwei Jahre später erneut aufleuchtete.

Künstlerische Darstellung der genutzten Radioteleskope zur Beobachtung von FRB 121102
Danielle Futselaar (www.artsource.nl)
Künstlerische Darstellung der genutzten Radioteleskope zur Beobachtung von FRB 121102

Tatsächlich konnten die 27 zusammengeschalteten VLA-Radioantennen von dort nun sogar neun Blitze auffangen. Damit ließ sich die exakte Position von FRB 121102, 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 steigerten die Genauigkeit noch einmal um das Zehnfache.

Drei Milliarden Lichtjahre entfernte Zwerggalaxie

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 entfernt. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Die Strahlungsausbrüche müssen also extrem stark sein, damit sie in so großer Entfernung noch deutlich messbar sind.

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 Ko-Autor Jason Hessels von der Universität Amsterdam in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts.

Himmelsaufnahme der Region in Richtung des Sternbilds Fuhrmann, in der der Radiostrahlungsausbruch FRB 121102 entdeckt wurde.
Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)
Himmelsregion im Sternbild Fuhrmann, in der FRB 121102 entdeckt wurde (grüner Kreis) - zwischen einem alten Supernova-Überrest (S147) und einem Sternentstehungsgebiet (IC 410). Der Radioblitz stammt aus wesentlich größerer Entfernung, von weit außerhalb der Grenzen unserer Milchstraße.

Ist Schwarzes Loch verantwortlich?

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 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 Michael Kramer, einer der Ko-Autoren der damaligen Untersuchung und Direktor des Max-Planck-Instituts, auf Nachfrage. Weitere Antworten erhoffen sich die Astronomen von Nachbeobachtungen und der Entdeckung weiterer Radioblitze.

science.ORF.at/dpa

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