Fast Radio Bursts (FRB) sind eines der mysteriösesten Geheimnisse im Universum. Trotz der Tatsache, dass die Natur absolut aller FRBs den Astronomen noch unbekannt ist, scheinen Wissenschaftler endlich herausgefunden zu haben, aus welcher erstaunlichen Umgebung einige der am meisten diskutierten FRBs in den letzten Jahren hervorgegangen sind. Wir sprechen über das Wiederholen von Signalen FRB 121102.
Zum ersten Mal sprachen die Forscher im November 2012 über FRB 121102-Signale. Um die Suche nach ihrer ungewöhnlichen Natur einzugrenzen, brauchten die Wissenschaftler jedoch mehrere Jahre. Die schnellsten Funkstöße traten in der Regel nur einmal auf, was die Berechnung ihrer Quelle zu einer unmöglichen Aufgabe machte, aber die Besonderheit von FRB 121102 stellte sich heraus, dass diese Signale wiederholt werden.
Dies gab Wissenschaftlern die einmalige Gelegenheit, diese Signale zu untersuchen. FRBs sind mehrere Millisekunden dauernde Funkimpulse, manchmal jedoch mit der Energie von 500 Millionen Sonnen. Da die meisten dieser Funkimpulse nicht wiederholt werden, ist es fast unmöglich, sie vorherzusagen. B. jedoch und verfolgen ihre Quelle. Deshalb konnten Wissenschaftler ihre wahre Natur immer noch nicht bestimmen.
FRB 121102-Signale haben Forscher seit mehreren Jahren immer wieder in Erstaunen versetzt. Im März 2016 kündigten Astronomen die Entdeckung von 10 schnellen Funkstößen aus derselben Region in archivierten Teleskopdaten an. Sechs weitere FRB 121102-Signale wurden im Dezember 2016 und 15 weitere im August 2017 erkannt, sodass Wissenschaftler die Quelle dieser Signale lokalisieren konnten. Es stellte sich heraus, dass es sich um die sternbildende Region einer Zwerggalaxie handelt, die sich mehr als drei Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.
Ein internationales Forscherteam, das Daten von verschiedenen Radioteleskopen untersuchte, konnte den Suchbereich weiter eingrenzen und schließlich zu einer einzigen Schlussfolgerung gelangen. Wissenschaftler sind mehr denn je zuversichtlich, dass ein Neutronenstern die Quelle von FRB 121102 ist. Und anscheinend befindet sich dieser Stern in einer extrem extremen Umgebung - entweder sehr nahe an einem Schwarzen Loch oder in einem sehr mächtigen Nebel. Die Forscher wurden zu solchen Schlussfolgerungen durch die Tatsache veranlasst, dass diese Funksignale "wirbelten".
Experten teilten ihre Arbeit in der Zeitschrift Nature mit, wo sie berichteten, dass die Signale von FRB 121102 fast vollständig polarisiert waren. Wenn diese polarisierten Signale ein Magnetfeld passieren, verdrehen sie sich und je stärker das Magnetfeld ist, desto stärker verdrehen sie sich. Diese Funktion wird als Faraday-Effekt bezeichnet und ermöglicht es Forschern, mehr über die Natur bestimmter Wellen zu erfahren. Im Fall von FRB 121102-Signalen stellte sich heraus, dass ihre Polarisationsebene die stärkste jemals beobachtete Verwirbelung war, was darauf hindeutet, dass sie ein sehr starkes Magnetfeld durchliefen.
„Die einzigen bekannten Quellen in unserer Galaxie mit derselben wirbelnden Polarisationsebene wie FRB 121102 befinden sich im galaktischen Zentrum und in einer sehr dynamischen Region neben einem massiven Schwarzen Loch. Vielleicht befindet sich die Quelle FRB 121102 in einer ähnlichen Umgebung in einer eigenen Galaxie “, sagt Daniel Micilli von der Universität Amsterdam.
"Die Besonderheit der verdrehten Polarisationsebene kann auch erklärt werden, wenn sich ihre Quelle in einem sehr starken Nebel befindet, der nach einer Supernova-Explosion übrig geblieben ist", fügt der Wissenschaftler hinzu.
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Die Beobachtung erklärt auch die Rolle des Neutronensterns. Es wird angenommen, dass diese Objekte das Ergebnis von Supernova-Explosionen sind. Wenn sich herausstellt, dass die Masse eines Sterns höher als ein bestimmter Wert ist, verwandelt er sich anstelle einer Supernova in ein Schwarzes Loch.
Neutronensterne sind sehr kleine und sehr dichte Objekte. Und wenn sie sich drehen, senden sie Funkimpulse aus. Eine bestimmte Art von Neutronenstern, Magnetare genannt, hat ein extrem starkes Magnetfeld und kann Emissionen erzeugen - ähnlich wie die Sonne Sonneneruptionen erzeugt. Sie wurden auch von Wissenschaftlern als mögliche Quelle für schnelle Funkimpulse angesehen, aber Beobachtungen zeigten, dass die stärksten Fackeln dieser Objekte eine um vier Größenordnungen geringere Leistung hatten als FRB 121102. Als Ergebnis kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Quelle von FRB 121102 eine häufige Art von Neutronenstern ist. Gleichzeitig planen die Forscher, ihre Arbeit fortzusetzen und mehr über die Umgebung herauszufinden, in der sie aufgetreten sind.
„Wir werden weiterhin beobachten und verfolgen, wie sich die Eigenschaften dieser Bursts im Laufe der Zeit ändern. Im Rahmen dieser Beobachtungen werden wir versuchen herauszufinden, welche der Annahmen sich als richtig herausgestellt hat - ein Neutronenstern befindet sich neben einem Schwarzen Loch oder in einem sehr mächtigen Nebel “, sagt Jason Hessels von derselben Universität Amsterdam.
Gleichzeitig wissen wir immer noch nicht, woher ein Dutzend anderer beobachteter Funkstöße stammt. Sie wurden nicht wiederholt, wie dies bei FRB 121102 der Fall war, daher schlagen Wissenschaftler vor, dass FRB 121102 in seiner Art einzigartig sein könnte, während andere andere Quellen haben könnten.
Nikolay Khizhnyak
