Ein vom russischen Teleskop empfangenes Radiosignal hat die Theorien über schnelle Radioblitze (Fast Radio Bursts – FRB) neu entfacht – jene Blitze unbekannten Ursprungs, die Astronomen vor Rätsel stellen.
Russische Astronomen haben dieses Signal mit dem Radioteleskop LPA entdeckt, das den Himmel bei einer Frequenz von 111 MHz durchsucht. Dieses extrem kurze, aber leistungsstarke Signal scheint aus einem fernen Bereich unseres Universums zu stammen.
Künstlerische Darstellung eines schnellen Radiobursts (FRB), der die Erde erreicht. Die Farben symbolisieren die verschiedenen Wellenlängen.
Credit: Jingchuan Yu, Peking Planetarium.
Schnelle Radioblitze (FRBs) faszinieren seit ihrer Entdeckung, und ihre Merkmale – darunter eine Dispersion, wie man sie von Pulsaren kennt – erinnern an bekannte Phänomene, ohne jedoch direkt mit ihnen in Verbindung gebracht werden zu können. Mögliche Ursachen? Die Theorien reichen von jungen Magnetaren, die in Überresten von Supernovae explodieren, über kosmische Strings bis hin zu einer möglichen Technosignatur (Hinweis auf eine außerirdische Technologie).
FRBs treten als kurzzeitige Impulse mit einer Dauer von 0,08 bis 26 Millisekunden auf. Ihre Dispersionsmessung variiert üblicherweise zwischen 109 und 2.600 pc/cm³, ein Merkmal, das sie für Instrumente mit hoher Sensibilität, wie das Radioteleskop LPA, das auf metrische Wellenlängen spezialisiert ist, erkennbar macht.
Unter der Leitung von Sergey Tyul'bashev entdeckte ein Team des Radioastronomischen Observatoriums von Puschino dieses einzigartige Signal im Rahmen des Projekts PUMPS (Pushchino Multibeams Pulsar Search). Diese Entdeckung wurde während eines technischen Checks der Beobachtungsfähigkeiten des LPA am Lebedev-Institut für Physik (LPI) gemacht.
Dieses Signal, das eine Dauer von 211 Millisekunden aufwies, zeigte eine Dispersionsmessung von 134,4 pc/cm³ und erreichte eine Spitzenflussdichte von 20 Jy. Diese hohe Dispersion deutet auf einen extragalaktischen Ursprung hin, etwa 2,3 Milliarden Lichtjahre entfernt.
Laut dem Team gehört die Stärke des Signals zu den intensivsten jemals entdeckten FRBs. Der Burst, der als FRB 20190203 bezeichnet wurde, ist der zweite, der bei dieser niedrigen Frequenz von 111 MHz beobachtet wurde, jedoch der erste seiner Art, der keine Wiederholung zeigte.
Die wahrscheinlichste Theorie der Wissenschaftler besagt, dass es sich um eine Synchrotron-Maser-Emission eines Magnetars handelt – eines stark magnetisierten Neutronensterns. Diese Hypothese passt zu den beobachteten Eigenschaften von FRB 20190203, obwohl weitere Forschungen erforderlich sind, um diese Theorie zu bestätigen.
Sollte sich diese Hypothese bestätigen, wäre FRB 20190203 das erste extragalaktische FRB, das im Rahmen des PUMPS-Projekts entdeckt wurde. Bisher wurde keine Gamma-Strahlung mit diesem Signal in Verbindung gebracht, was das Rätsel um die genauen Mechanismen hinter diesem Phänomen weiterhin ungelöst lässt.
Was ist ein schneller Radioburst (FRB)?
Schnelle Radioblitze oder FRBs sind plötzliche, sehr kurzlebige Radioimpulse, die erstmals 2007 entdeckt wurden. Diese Phänomene, die nur wenige Millisekunden dauern, emittieren beeindruckende Energiemengen.
Obwohl ihr genauer Ursprung unbekannt bleibt, umfassen einige Theorien extreme Phänomene wie Magnetare – Neutronensterne mit extrem starken Magnetfeldern. Eine weitere Möglichkeit sind Schockwellen in Überresten von Supernovae, wo kollidierende Teilchen diese Art von Signal erzeugen könnten.
FRBs sind flüchtig und unvorhersehbar. Die meisten Radioteleskope haben Schwierigkeiten, diese Signale zu erkennen, zumal sie in der Regel nicht wiederholt auftreten. Ihre Dispersionsmessungen, die je nach Entfernung variieren, erschweren zudem ihre genaue Lokalisierung.
Radioteleskope mit hoher Empfindlichkeit, wie das Large Phased Array (LPA) in Russland, sind in der Lage, FRBs zu erfassen. Diese Art von Instrumentation arbeitet mit spezifischen Wellenlängen und kann diese Signale trotz ihrer kurzen Dauer und Dispersion identifizieren.
Was ist ein Jansky (Jy)?
Der Jansky (Jy) ist eine Maßeinheit für die Flussdichte in der Radioastronomie und dient dazu, die Intensität von Radioemissionen astronomischer Objekte zu quantifizieren. Es ist definiert als 10⁻²⁶ Watt pro Quadratmeter pro Hertz (W/m²/Hz).
Himmlische Radioquellen wie Pulsare und entfernte Galaxien senden oft sehr schwache, aber über gigantische Entfernungen messbare Signale aus. Der Jansky ermöglicht es Astronomen, diese Emissionen standardisiert zu messen, selbst für die schwächsten Signale.
Der Jansky wird verwendet, um die Intensität von Signalen verschiedener Quellen zu vergleichen. Ein Fluss von 20 Jy, wie er beim schnellen Radioburst FRB 20190203 beobachtet wurde, zeigt eine hohe Leistung. Die Empfindlichkeit von Radioteleskopen wird oft in mJy (Milli-Jansky) oder µJy (Mikro-Jansky) angegeben, um noch schwächere Quellen zu erfassen.
Quelle: arXiv