Forscher untersuchen die Entstehung von Superpowerful Radio Blasts aus dem Weltraum

Neue Arbeit erforscht die außerirdische Quelle von unglaublich starken Explosionen von Radiowellen und untersucht, warum dieser Ort der einzige bekannte Ort ist, der wiederholt mit diesen Explosionen platzen kann.

Diese Wiederholungsimpulse könnten von einem dichten Sternkern stammen, der als Neutronenstern in der Nähe eines außergewöhnlich starken Magnetfelds bezeichnet wird, wie etwa in der Nähe eines massiven schwarzen Lochs.

Fast Radio Bursts, kurz FRBs, sind intensive Impulse von Radiowellen, die nur wenige Millisekunden dauern und in Sekundenbruchteilen mehr Energie abgeben als die Sonne in Stunden, Tagen oder Wochen. FRBs wurden erst im Jahr 2007 entdeckt, und während Forscher im letzten Jahrzehnt rund 20 FRBs entdeckt haben, schätzen sie, dass solche Blitze bis zu 10.000 Mal am Tag über den gesamten Himmel auftreten können, schreiben Forscher in der Studie. [In einem Neutronenstern (Infografik)]

Vieles bleibt ein Geheimnis über die Ursprünge von FRBs, da ihre kurze Natur es schwierig macht, genau festzustellen, woher sie kommen. Zu den Möglichkeiten, die frühere Arbeiten nahelegten, gehören kataklysmische Ereignisse wie die Verdunstung von Schwarzen Löchern und Kollisionen zwischen Neutronensternen.

Im Jahr 2016 entdeckten Wissenschaftler jedoch, dass ein schneller Funk-Burst, der als FRB 121102 bekannt ist, mehrere Bursts auslösen könnte. "Es ist die einzige bekannte sich wiederholende schnelle Radio-Burst-Quelle", sagte Co-Lead-Autor Jason Hessels, Astrophysiker an der Universität von Amsterdam, gegenüber ProfoundSpace.org.

Dass FRB 121102 immer wieder explodieren kann, legt nahe, dass es sich nicht um ein einmaliges katastrophales Ereignis handelt, sagte Hessels. "Eine Schlüsselfrage auf dem Gebiet ist, ob diese sich wiederholende schnelle Radio-Burst-Quelle im Vergleich zu allen anderen scheinbar nicht wiederholenden Quellen grundlegend anders ist", sagte er.

Um mehr über diesen FRB zu erfahren, nutzten Wissenschaftler das Arecibo-Observatorium in Puerto Rico und das Green Bank Telescope in West Virginia, um Daten über 16 Ausbrüche von Objekten zu analysieren. FRB 121102 befindet sich in einer Sternbildungsregion einer Zwerggalaxie, die etwa 3 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt gefunden wird, sagte Hessels. Weil Astronomen es aus einer so großen Entfernung sehen können, muss die Energiemenge in einer einzigen Millisekunde von jedem dieser Ausbrüche ungefähr so ​​groß sein, wie die Sonne an einem ganzen Tag freisetzt, sagten Hessels und seine Kollegen in einer Erklärung.

Bei der Untersuchung dieser Emissionen konzentrierten sich die Forscher auf eine Eigenschaft von Radiowellen, die als Polarisation bekannt ist. Diese Eigenschaft tritt auf, weil alle Lichtwellen, einschließlich Radiowellen, auf und ab, links und rechts oder in einem beliebigen Winkel dazwischen kräuseln können. Die Radiowellen von FRB 121102 waren kurz und stark polarisiert (die meisten Radiowellen rippelten alle in die gleiche Richtung), ähnlich wie Radioemissionen junger energetischer Neutronensterne, die zuvor in der Milchstraße beobachtet wurden, Andrew Seymour, Autor in der Studie und ein Forscher am Nationalen Astronomie und Ionosphere Center am Arecibo Observatorium, sagte in der Erklärung.

Wenn Radiowellen ein magnetisiertes Plasma oder eine Wolke von elektrisch geladenen Teilchen passieren, kann sich die Richtung, in der sie polarisiert sind, verdrehen, ein Effekt, der als Faraday-Rotation bekannt ist. Hessels und seine Kollegen fanden heraus, dass die Radio Bursts der FRB 121102 mehr als 500 Mal mehr verdreht waren als die anderer FRBs. Gorgeous New Hubble Foto zeigt 'schlagendes Herz' des Krebsnebels

"Ich konnte meinen Augen nicht glauben, als ich die Daten zum ersten Mal sah. Eine solche extreme Faraday-Rotation ist extrem selten", sagte Hessels in der Erklärung.

Diese extreme Verdrillung deutet darauf hin, dass die Explosionen von FRB 121102 durch ein außerordentlich heißes Plasma mit einem extrem starken Magnetfeld durchliefen. Solche Plasmen könnten in der Nähe eines schwarzen Lochs existieren, das mehr als 10.000 Mal so groß ist wie die Masse der Sonne oder der Rest einer Supernova, so die Forscher.

"Ich selbst und viele andere würden gerne wissen, ob dieses schnelle Radiobrush-Phänomen einen einzelnen oder multiplen physikalischen Ursprung hat", sagte Hessels. "In den nächsten Jahren werden eine ganze Reihe von Teleskopen in Betrieb genommen, die weitere Quellen entdecken und diese Fragen beantworten."

Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse in der 11. Januar Ausgabe der Zeitschrift Nature detailliert.