Astrophysiker rätseln seit 15 Jahren über die Natur der mysteriösen kosmischen Signale, deren Quellen Milliarden von Lichtjahren von unserer Galaxie entfernt liegen. Eine neue Studie enthüllt einige interessante Details zu diesem ungewöhnlichen Phänomen.
Seit 2002 versuchen Wissenschaftler, die Natur der mysteriösen Fast Radio Bursts (FRB) zu verstehen - hochenergetische Impulse von nur wenigen Millisekunden, die aus Galaxien stammen, die Milliarden von Lichtjahren von der Milchstraße entfernt sind. Obwohl in den letzten 15 Jahren nur eine Handvoll solcher Phänomene aufgezeichnet wurden, deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass schnelle Funkstöße eines der wichtigsten "Elemente" des Weltraums im sichtbaren Universum sein können und etwa einmal pro Sekunde auftreten.
Was sind schnelle Funkstöße?
Bis heute diskutieren Wissenschaftler immer noch, was FRB tatsächlich verursacht. Die populärste Theorie ist, dass sie durch schnell rotierende Neutronensterne mit ungewöhnlich starken Magnetfeldern verursacht werden, die als Magnetare bekannt sind. Natürlich sind einige davon überzeugt, dass Funkstöße das Ergebnis der Arbeit riesiger Installationen der Xenozivilisation sind, die auf diese Weise nach anderen intelligenten Lebensformen im Universum suchen. Lange Zeit glaubten Astronomen, dass FRBs als Folge von Katastrophen im kosmischen Maßstab wie Supernova-Explosionen auftraten. Diese Hypothese wurde jedoch durch eine Studie von FRB 121102 widerlegt, einem Objekt, das mit überraschender Regelmäßigkeit Funkstöße erzeugt. Letzten Monat ein Team von WissenschaftlernBei der Arbeit am Breakthrough Listen Project (einer 10-jährigen Mission zur Suche nach außerirdischer Intelligenz) wurden 15 neue Quellen für Funkstöße aus der oben genannten Quelle entdeckt. Bisher waren der Wissenschaft nur 23 FRB-Quellen bekannt, was an sich von der Schwierigkeit spricht, diese seltsamen Signale zu erkennen.
Anastasia Fialkov und Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics berechneten anhand von Daten zu FRB 121102 und anderen bekannten FRB-Quellen, wie viele FRBs im beobachtbaren Teil des Universums existieren könnten. Ihre neue Arbeit wurde in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht. In einer offiziellen Pressemitteilung stellt Anastasia fest, dass der Weltraum, wenn die Ergebnisse der Studie zutreffen, "voller Radiostöße wie Paparazzi ist, die eine Berühmtheit fotografieren", aber statt Lichtemission manifestieren sie sich in Form von Radiowellen. Die Wissenschaftler gingen von der Hypothese aus, dass FRB 121102 ein Objekt ist, das sich in einer etwa 3 Milliarden Lichtjahre entfernten zwergartigen, metallarmen Galaxie befindet.
FRB 121102: Quelle über drei Milliarden Lichtjahre
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Warum fiel die Wahl auf etwas so Unbestimmtes und Fernes? Das Problem ist, dass Astronomen keine Wahl hatten: Dieses Objekt ist derzeit die einzige Quelle für schnelle Funkstöße, für die die Muttergalaxie und die Entfernung zur Milchstraße bestimmt wurden. Laut Loeb ist es außerdem "die einzige sich wiederholende FRB-Quelle, die Hunderte von Signalen aufgezeichnet hat". Das Funkspektrum seiner Bursts konzentriert sich auf eine charakteristische, eher enge Frequenz, die den Forschern half, sich auf das Objekt zu konzentrieren.
Laut dem Astronomen wird die Menschheit, wenn sie die Möglichkeit erhält, auch nur einen kleinen Teil solcher Quellen kosmischer Signale zu untersuchen, nicht nur ihren Ursprung enträtseln, sondern auch viele andere Fragen zum Weltraum beantworten können. Beispielsweise können schnelle Funkstöße verwendet werden, um die Anzahl der freien Elektronen in Bezug auf eine Quelle zu messen, sodass Wissenschaftler die Materiedichte zwischen verschiedenen Galaxien im Universum messen können. Darüber hinaus können Funkstöße verwendet werden, um die Geschichte des Weltraums zu untersuchen: Sie ermöglichen es, den Zeitraum herauszufinden, in dem UV-Strahlung der ersten Sterne die vom Urknall übrig gebliebenen Wasserstoffatome zerstörte und sie in Protonen und Elektronen zerlegte.
Forschungskritik und ihre Zukunft
Andrew Siemion, Direktor des Berkeley Research Center, stimmt dem Abschluss der neuen Studie zu. Er glaubt auch, dass schnelle Funkstöße in Zukunft zur Erforschung des Weltraums beitragen werden. Es war jedoch nicht ohne gesunde Kritik: Emily Petroff, eine Forscherin am niederländischen Institut für Radioastronomie (ASTRON), weist darauf hin, dass die Arbeit selbst zwar einen wesentlichen Beitrag zur modernen Astronomie leistet, jedoch keine statistischen Daten enthält. Nicht alle FRB-Quellen können sich wie das Objekt 121102 verhalten, daher ist es zu früh, bestimmte Thesen vorzulegen, selbst auf der Ebene der Hypothesen.
Glücklicherweise verfügen Forscher mit Projekten wie CHIME und SKA über die Tools, die sie benötigen, um in naher Zukunft weitere Informationen zu sammeln.
Wassili Makarow
