Die Suche nach mysteriösen "schnellen Funkstößen" - sehr kurzen, aber intensiven Funkwellenimpulsen aus dem Weltraum - geht weiter. Wissenschaftler wissen nicht, was diese mächtigen Ausbrüche verursacht hat, aber einige von ihnen schlagen vor, dass Signale von entfernten außerirdischen Zivilisationen an uns übertragen werden könnten. Astronomen sind verblüfft über das Phänomen, das zu einem weiteren Geheimnis der Radioastronomie geworden ist.
Ungewöhnlicher Funkstoß
Vor nicht allzu langer Zeit hat ein internationales Team von Astronomen den hellsten schnellen Funkstoß aufgezeichnet, der jemals entdeckt wurde. Der Ausbruch von FRB 150807 dauerte weniger als eine halbe Millisekunde, dh 0,1% der Zeit, die eine Person zum Blinken benötigt.
Die in Science veröffentlichte Studie kommt der Beantwortung der Frage, woher diese Spannungsspitzen stammen, am nächsten. Es erschien einige Tage, nachdem andere Wissenschaftler berichteten, dass sie einen Ausbruch von Radiowellen zusammen mit Gammastrahlen (extrem intensive elektromagnetische Strahlung) sahen.
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Wo finde ich die Quelle?
Trotz der Intensität schneller Funkstöße sind ihre Art und Herkunft immer noch umstritten. Einige Astronomen spekulieren, dass solch kurze, intensive Fackeln Signale sind, die in der Atmosphäre bestimmter Sterne in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, erzeugt werden. Dies ist ein Prozess ähnlich wie bei Sonneneruptionen.
Andere Wissenschaftler argumentieren, dass diese Fackeln durch kosmische Kollisionen verursacht werden könnten, beispielsweise eines Neutronensterns (des kollabierten Kerns eines großen Sterns) mit einem Schwarzen Loch in einer entfernten Galaxie. Daneben gibt es jedoch Hinweise darauf, dass sich schnelle Funkfackeln als fremde Signale herausstellen könnten.
Lorimers Impuls
Der erste schnelle Funkstoß, der Lorimer-Impuls, wurde von einem Zufall von Radioastronomen mit dem australischen Parkes-Teleskop entdeckt, mit dem nach gepulsten Funkemissionen rotierender Neutronensterne, sogenannten Pulsaren, gesucht wird. Der Lorimer-Puls blieb ein Rätsel, bis andere schnelle Funkstöße mit Geräten wie dem riesigen Arecibo-Radioteleskop in Puerto Rico und der 100-Meter-Greenbank in den USA festgestellt wurden.
Lernprobleme
Selbst Wissenschaftler haben Schwierigkeiten, dieses mysteriöse Phänomen zu verstehen. Dies ist teilweise auf die kurze Dauer der Fackeln, die begrenzte Auflösung der Teleskope und die Unsicherheit der Position der Bursts im Raum zurückzuführen. Es ist ziemlich schwierig, einen Anstieg zu erkennen und gleichzeitig genau zu bestimmen, wo er auftreten wird.
Wenn das Funksignal von Teleskopen erfasst werden kann, die nach anderen Formen elektromagnetischer Strahlung suchen (z. B. Röntgenstrahlen oder "optisches Licht"), hilft dies, die Entfernung zu messen und die Physik hinter dem Ereignis zu verstehen. Möglicherweise ähneln die Prozesse, die für diese Bursts verantwortlich sind, denen, die andere kosmische Strahlen verursachen, wie z. B. Gammastrahlen-Bursts. Astronomen vermuten, dass dieselben Ereignisse dazu führen, dass andere Wellenlängen emittiert werden. Es stellte sich jedoch heraus, dass dieses Signal sehr schwer zu erfassen ist.
Signalquellenabstand
Indirekte Entfernungsschätzungen wurden durchgeführt, indem gemessen wurde, wie das Funksignal gestreut wird. Dies kann helfen, die Menge an Material zu bestimmen, durch die Licht hindurchgegangen ist. Auf dieser Grundlage kann die Entfernung zur Quelle des schnellen Funkstoßes von der Erde unter Verwendung verschiedener Annahmen geschätzt werden, beispielsweise der Menge der Materie zwischen uns. Solche Messungen haben gezeigt, dass die Quellen für schnelle Funkstöße höchstwahrscheinlich außerhalb unserer Galaxie liegen.
FRB 150807 zeichnet sich durch kurze Dauer, Funkhelligkeit und einen hohen Grad an linearer "Polarisation" aus. Es ist eine Eigenschaft, die die Ebene der Schwingungen beschreibt, aus denen die Wellen bestehen. Angesichts der Kombination dieser Eigenschaften deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass die Explosion in einer Galaxie stattgefunden hat, die mehr als eine Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Diese Messungen wurden mit dem VISTA-Teleskop durchgeführt. Sie sind die genauesten, die jemals gemacht wurden.
Analyse der magnetischen Eigenschaften
Die Polarisation des Lichts hängt von den Magnetfeldern ab, die es umgeben. Mit diesen Daten konnten die Forscher die magnetischen Eigenschaften des Plasmas beurteilen, durch das die Radiowellen gingen. Ihre Analyse zeigt, dass sich in der Nähe der Strahlungsstelle nur eine vernachlässigbare Menge an magnetisiertem Plasma befindet. Wenn diese Daten bestätigt werden, können Wissenschaftler stark magnetisierte Objekte wie junge Neutronensterne, Magnetare oder andere Objekte von der Anzahl der Strahlungsquellen ausschließen.
Perspektiven für die zukünftige Forschung
Diese Studie zeigt, dass die Anzahl der erkannten schnellen Funkstöße zunimmt und ihre Eigenschaften besser bekannt werden. Dies eröffnet Wissenschaftlern eine verlockende Perspektive, endlich zu verstehen, was sie tatsächlich hervorbringt. Schnelle Funkstöße können auch verwendet werden, um Magnetfelder im Universum abzubilden, da wir nur sehr wenig über sie wissen. Der nächste Ausbruch kann nach der ersten Erkennung eines sichtbaren Analogons von Fackeln oder optischem Nachleuchten auftreten, wodurch die genaue Entfernung gemessen werden kann.
Dies könnte noch früher geschehen, als Wissenschaftler erwarten, angesichts anderer neuerer Forschungen und des verlockenden Berichts über die erste Detektion von Gammastrahlen, deren Ausbruch mit einem schnellen Funkstoß zusammenfiel. Wenn diese beiden Fackeln aus derselben Quelle stammen, was sehr interessant wäre, könnte dies bedeuten, dass sie viel intensiver sind als erwartet.
Die Analyse von FRB 150807 legt nahe, dass diese Ereignisse nicht ungewöhnlich sein sollten. Zukünftige Objekte wie das Large Synoptic Observation Telescope, das alle paar Tage die ganze Nacht den Himmel überblickt, werden zweifellos unseren Geist und unser Verständnis dieser mysteriösen Ausbrüche und des turbulenten, sich ständig verändernden Universums, in dem sie auftreten, revolutionieren.
