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ARECIBO
Mysteriöser Radioblitz im Fuhrmann
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
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10. Juli 2014

Astronomen haben mit dem weltgrößten Radioteleskop in Arecibo einen mysteriösen Radioblitz im Sternbild Fuhrmann registriert. Bislang waren solche Blitze nur mit einem einzigen Radioteleskop in Australien entdeckt worden, so dass manche Forscher schon Zweifel an der extragalaktischen Natur der Blitze hatten. Um was es sich bei diesen Blitzen handelt, wissen sie allerdings noch immer nicht.

Arecibo

Das 305-Meter-Arecibo-Radioteleskop, in einem natürlichen Tal auf der Insel Puerto Rico gelegen. Foto: NAIC [Großansicht]

Schnelle Radiostrahlungsausbrüche oder Radioblitze (im Englischen Fast Radio Bursts, kurz FRBs genannt) sind Kurzzeit-Phänomene von nur einigen Millisekunden Dauer. Wissenschaftler am Parkes-Observatorium in Australien hatten solche Ereignisse zum allerersten Mal aufgezeichnet. Die Tatsache, dass entsprechende Ergebnisse mit keinem anderen Teleskop der Erde bestätigt werden konnten, führte zwischenzeitlich zu der Vermutung, dass das australische Teleskop Signale von Quellen auf der Erde oder in ihrer unmittelbaren Umgebung aufgezeichnet haben könnte.

Jetzt allerdings ist mit dem Arecibo-Teleskop der erste Nachweis eines Radioblitzes gelungen, der nicht auf Beobachtungen mit dem Parkes-Radioteleskop zurückgeht. Die Position des neuen Radiostrahlungsausbruchs liegt in Richtung des Sternbilds Fuhrmann am nördlichen Sternhimmel.

"Statistisch gesehen sollte es nur sieben Ausbrüche pro Minute über den ganzen Himmel verteilt geben; es gehört also schon eine Menge Glück dazu, dass man sein Teleskop zur richtigen Zeit auf die richtige Position am Himmel ausrichtet", erläutert Laura Spitler vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn. "Sowohl die Eigenschaften unseres mit dem Arecibo-Teleskop gefundenen Radioblitzes wie auch die daraus abgeleitete Häufigkeit des Auftretens solcher Ereignisse stimmen sehr schön mit dem überein, was wir aus den vorher bereits mit Parkes beobachteten Ausbrüchen abgeleitet haben."

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"Unser Forschungsergebnis ist vor allem deshalb so wichtig, weil es auch den letzten Zweifel ausräumt, dass diese Radioblitze wirklich aus den Tiefen des Universums stammen", ergänzt Victoria Kaspi, Professorin für Astrophysik an der McGill-Universität in Montreal und leitende Wissenschaftlerin des Pulsarbeobachtungsprojekts, in dessen Rahmen der Radioausbruch entdeckt wurde. "Die Radiosignale zeigen alle Anzeichen, dass sie tatsächlich weit außerhalb unserer Milchstraße erzeugt wurden – das ist eine sehr aufregende Entdeckung."

Wie genau diese Radioblitze entstehen, stellt im Moment noch ein größeres Rätsel für die Astrophysik dar. Die Vermutungen kreisen um eine Reihe von exotischen astrophysikalischen Phänomenen wie zum Beispiel verdampfende Schwarze Löcher, miteinander verschmelzende Neutronensterne oder Strahlungsausbrüche auf Magnetaren, also auf Neutronensternen mit extrem hohen Magnetfeldern. "Eine andere Möglichkeit wäre ein Phänomen wie die bei manchen Pulsaren beobachteten Riesenpulse, aber mit einer wesentlich höheren Helligkeit", bemerkt James Cordes, Professor für Astronomie an der Cornell University.

Der ungewöhnliche Strahlungsausbruch wurde am 2. November 2012 mit dem Arecibo-Observatorium beobachtet, mit einem Spiegel von 305 Metern Durchmesser und einer Fläche von rund acht Hektar der größte und empfindlichsten Radioreflektor der Erde. Während die Radioblitze nur einige Millisekunden andauern und bisher kaum jemals entdeckt werden konnten, bestätigen die neuen Beobachtungen statistische Annahmen, dass es rund 10.000 dieser ungewöhnlichen kosmischen Ereignisse pro Tag, verteilt über den ganzen Himmel, geben sollte. Die erstaunlich große Anzahl ergibt sich aus Berechnungen, ein wie großer Teil des Himmels wie lange beobachtet wurde, um die bisherigen wenigen Entdeckungen zu erhalten.

Die Radioblitze stammen aus einem Bereich weit außerhalb unserer Milchstraße, wie aus der Messung eines als Plasmadispersion bekannten Effekts abgeleitet werden kann. Dabei kann man Signale, die über größere Strecken durch das Universum laufen, von künstlichen, auf der Erde erzeugten Signalen durch den Einfluss von interstellaren Elektronen unterscheiden. Sie führen dazu, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Radiowellen bei niedrigeren Radiofrequenzen abnimmt. Bei den mit dem Arecibo-Teleskop entdeckten Strahlungsausbruch ist die Dispersion dreimal größer als man von einer Quelle mit Ursprung in unserer Milchstraße maximal erwarten könnte.

Die Entdeckung erfolgte im Rahmen von Beobachtungen für das "Pulsar Arecibo L-Band Feed Array" (PALFA) Projekt. Damit wird eine große Anzahl von neuen Pulsaren entdeckt, darunter seltene spezielle Pulsarsysteme zur Erforschung von fundamentalen Eigenschaften von Neutronensternen und zum Test von Theorien der Gravitationsphysik. Die Suche nach schnellen Radiostrahlungsausbrüchen hat sich zu einem vorrangigen Projekt für derzeitige und künftige Radio-Observatorien entwickelt.

"Unser Radioteleskop in Effelsberg hat großes Potential, um noch eine Menge dieser Ausbrüche zu entdecken", blickt Spitler in die Zukunft. "Wir sind uns sicher, dass eine Reihe davon bereits jetzt in den Archivdaten von Radio-Pulsar-Durchmusterungen mit dem 100-Meter-Teleskop stecken und wir arbeiten hart daran, ein Softwaresystem zu entwickeln, das diese Ausbrüche bereits in Echtzeit entdecken kann. Die Echtzeit-Entdeckungen bedeuten einen wichtigen Schritt vorwärts, da wir Folgebeobachtungen mit Instrumenten bei anderen Beobachtungsfrequenzen direkt anschließen können. Sie werden entscheidend dazu beitragen, das Rätsel zu entschlüsseln."

Die Astronomen berichten über ihre Entdeckung heute online in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.

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siehe auch
Pulsare: Rätselhafte Blitze von Neutronensternen - 20. Dezember 2005
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
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