• Die grafi­sche Darstel­lung zeigt die global verteilten Radio­te­le­skope, die die genaue Position des Radio­b­litzes lokali­sieren. Foto: Danielle Futselaar

Zwerggalaxie ist Ursprung mysteriöser Radioblitze

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Grape­vine/Bonn (dpa) - Astro­nomen haben eine ferne Zwerg­ga­laxie als Ursprung myste­riöser Radio­b­litze ausge­macht. Die Entde­ckung überrascht die Forscher um Shami Chatterjee von der US-ameri­ka­ni­schen Cornell-Univer­sität, die von einer so kleinen Galaxie nicht derart starke Strah­lungs­aus­brüche erwartet haben.

Das Team, zu dem auch Laura Spitler vom Bonner Max-Planck-Institut für Radio­as­tro­nomie zählt, stellt seine Beobach­tungen im briti­schen Fachblatt «Nature» sowie bei der Jahres­ta­gung der Ameri­ka­ni­schen Astro­no­mi­schen Gesell­schaft AAS in Grape­vine (US-Bundes­staat Texas) vor.

Erst seit rund zehn Jahren kennen Astro­nomen das Phänomen der kurzen Radio­b­litze (Fast Radio Bursts, FRB), die viel kürzer sind als ein Wimpern­schlag und scheinbar unregel­mäßig am Himmel auffla­ckern. Zur Natur ihrer Quellen gibt es zahlreiche Ideen: Die Blitze könnten etwa von der Verschmel­zung zweier Neutro­nen­sterne stammen oder von masse­rei­chen Schwarzen Löchern erzeugt werden. Wegen ihrer extrem kurzen Dauer ist der genaue Ursprung der Radio­b­litze nur schwer zu bestimmen.

Die Forscher um Chatterjee unter­suchten nun die einzige Himmels­re­gion, in der wieder­holt Radio­b­litze beobachtet wurden, mit zuvor unerreichter Genau­ig­keit. Dazu richteten sie die Antennen US-Radio­as­tro­nomie-Obser­va­to­riums Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) auf die Stelle am Himmel, an der ein Team um Spitler mit dem großen Arecibo-Radio­te­le­skop in Puerto Rico am 2. November 2012 einen Radio­b­litz entdeckt hatte, der zwei Jahre später erneut aufleuch­tete.

Tatsäch­lich konnten die 27 zusam­men­ge­schal­teten VLA-Radio­an­tennen von dort nun sogar neun Blitze auffangen. Damit ließ sich die exakte Position von FRB 121102, wie der Ort nach dem ersten dort regis­trierten Aufflammen genannt wurde, 200 Mal genauer bestimmen als bisher. Weitere Beobach­tungen mit einem inter­na­tio­nalen Zusam­men­schluss von Radio­te­le­skopen, zu dem auch die 100-Meter-Antenne des Bonner Max-Planck-Insti­tuts gehört, steigerten die Genau­ig­keit noch einmal um das Zehnfache.

Die Unter­su­chungen zeigten, dass sich an dem Ursprungsort der Radio­b­litze ledig­lich eine kleine Zwerg­ga­laxie befindet, mit einer schwa­chen, dauer­haft leuch­tenden Radio­quelle. Die Ursprungs­ga­laxie ist rund drei Milli­arden Licht­jahre entfernt. Ein Licht­jahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurück­legt. Die Strah­lungs­aus­brüche müssen also extrem stark sein, damit sie in so großer Entfer­nung noch deutlich messbar sind.

Welcher Prozess in einer Zwerg­ga­laxie solche starken Radio­b­litze erzeugen kann, ist noch Speku­la­tion. «Die Bedin­gungen in dieser Zwerg­ga­laxie sind so, dass noch wesent­lich masse­rei­chere Sterne als in unserer Milch­straße dort entstehen können, und vielleicht liegt der Ursprung der Strah­lungs­aus­brüche im kolla­bierten Überrest eines solchen Sterns», mutmaßt der nieder­län­di­sche Ko-Autor Jason Hessels von der Univer­sität Amsterdam in einer Mittei­lung des Bonner Insti­tuts.

Alter­nativ könnten die Blitze von einem extrem masse­rei­chen Schwarzen Loch erzeugt werden, das Materie aus seiner Umgebung verschlingt. Aller­dings kommen solche monströsen Schwarzen Löcher in Zwerg­ga­la­xien norma­ler­weise nicht vor. Tatsäch­lich hatten andere Forscher bei der Unter­su­chung eines Radio­b­litzes aus dem Jahr 2015 eine große, ellip­ti­sche Galaxie in rund sechs Milli­arden Licht­jahren Entfer­nung als Ursprung bestimmt. Solche Galaxien besitzen in der Regel gigan­ti­sche Schwarze Löcher in ihrem Zentrum.

«Es gibt Anzei­chen dafür, dass diese beiden Bursts, FRB 121102 und FRB 150418, einen ganz unter­schied­li­chen Ursprung haben», erläu­terte Prof. Michael Kramer, einer der Ko-Autoren der damaligen Unter­su­chung und Direktor am Bonner Max-Planck-Institut, auf Nachfrage. Weitere Antworten erhoffen sich die Astro­nomen von Nachbe­ob­ach­tungen und der Entde­ckung weiterer Radio­b­litze.

Mitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie

Mitteilung des National Radio Astronomy Observatory der USA, nach Ablauf der Sperrfrist