Stellar Science

Wissenschaftler haben Pulse von einem schnellen Funkstoß beobachtet, was darauf hindeutet, dass der Blitz von einem Neutronenstern stammen könnte.

Mit dem CHIME-Radioteleskop entdeckten Astronomen einen dreisekündigen Blitz aus einer weit entfernten Galaxie, der mit überraschender Regelmäßigkeit Beats enthielt. Foto mit freundlicher Genehmigung von CHIME, Hintergrund bearbeitet von MIT News

Fast Radio Bursts (FRBs) sind extrem starke Blitze von Funkwellen, die normalerweise nur wenige Millisekunden dauern. Sie werden normalerweise als singuläre Ereignisse erkannt, aber bei einigen wurde festgestellt, dass sie sich wiederholen. Die überwiegende Mehrheit der bisher beobachteten stammt von weit außerhalb unserer Galaxie, und ihre Ursprünge bleiben mysteriös. Aber jetzt hat eine internationale Zusammenarbeit einen einzigartigen FRB entdeckt, der uns endlich einige Antworten geben könnte.

Ursprünge schneller Radio Bursts

Das Radioteleskop Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) in British Columbia eignet sich gut zur Beobachtung von FRBs und hat seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 2018 mehrere Hundert katalogisiert magnetischer Neutronenstern, emittierte eine Low-Power-Version eines FRB aus unserer Galaxie.

Aber die Argumente für Magnetare sind nicht unbestritten. Es gibt viele Hypothesen darüber, welche Objekte und Umstände FRBs erzeugen könnten, von Supernovae über inspirierende Neutronensterne bis hin zu kollabierenden Pulsaren – sogar Technosignaturen werden in Betracht gezogen.

Die jüngste FRB-Sichtung von CHIME, die am 14. Juli in Nature vorgestellt wurde, ist insofern einzigartig, als sie etwa 3 Sekunden dauerte, viel länger als die durchschnittliche FRB, und diese Emission wie ein Herzschlag pulsierte. Diese und andere eigentümliche Eigenschaften liefern Hinweise darauf, dass dieser seltsame FRB aus der Nähe eines Neutronensterns stammen könnte.

„Neutronensterne senden Radiowellen aus, während sie sich drehen, wie ein Leuchtturm“, erklärt Studienleiter Daniele Michilli (MIT). „Diese Lichtstrahlen blitzen auf eine bestimmte Weise auf, die dem ähnelt, was wir bei diesem Ereignis gesehen haben.“

Künstlerische Darstellung eines MagnetarsKünstlerische Darstellung von Magnetar, einem Neutronenstern mit starken Magnetfeldern. ESA

Es gibt auch einige Hinweise darauf, dass die Emission aus der Magnetosphäre des Sterns stammt, der Region um den Stern herum, die vom Magnetfeld des Sterns dominiert wird, und nicht noch weiter entfernt, wie einige Modelle vorhergesagt haben.

„Neue Daten wie diese sind unerlässlich, um genaue Modelle zu erstellen“, sagt Jens Mahlmann (Princeton), der nicht an dieser Studie beteiligt war. „Dieses Signal mit eingeprägter Periodizität könnte der Hinweis darauf sein, dass zumindest einige FRBs von rotierenden Neutronensternen produziert werden. Ihre rotierenden Magnetfelder könnten eine wichtige Rolle bei der Erklärung von Subpopulationen von FRBs spielen.“

Ausleger am Himmel

CHIME nimmt einen weiten Blick auf den Himmel, was bedeutet, dass es viele Ereignisse erfasst (ein paar FRBs pro Tag), aber es kann nicht deren genaue Position bestimmen. Michilli hofft, dass die bevorstehenden Verbesserungen von CHIME und Multi-Messenger-Beobachtungen dieser Ereignisse in naher Zukunft definitivere Informationen über ihre Ursprünge liefern werden.

„Im Moment bauen wir andere, kleinere GLOCKEN auf der ganzen Welt“, sagt er. „Der Plan ist, die Position der Signale zu triangulieren, ähnlich wie ein Handy-GPS funktioniert.“

CHIME Ausleger-FunkschüsselDer neue CHIME-Ausleger bei Green Bank ist derzeit Grundlage für das im Bau befindliche CHIME-Auslegerteleskop am Green Bank Observatory in West Virginia. National Science Foundation / Green Bank Observatorium

„Das CHIME-Teleskop kann derzeit die Position eines schnellen Funkausbruchs auf einem Himmelsfeld lokalisieren, das der Größe des Vollmonds entspricht“, fügt Patrick Boyle (McGill University, Kanada) hinzu, der das CHIME/FRB-Outriggers-Projekt leitet. „Mit den drei neuen Auslegerteleskopen kann dieses Himmelsfeld auf die Größe eines Viertels reduziert werden, das in etwa 40 km Entfernung gehalten wird.“ Die Ausleger werden am Green Bank Observatory in West Virginia, am Hat Creek Radio Observatory in Kalifornien und in der Nähe von Princeton, British Columbia, aufgestellt.

Sobald CHIME eine gute Anzahl von FRBs zu bekannten astrophysikalischen Objekten zurückverfolgen kann, hoffen Astronomen, dass wir auf dem Weg sind, herauszufinden, wie diese mächtigen und flüchtigen Explosionen tatsächlich erzeugt werden.


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