Herkunftsgalaxie von Radioblitzen geortet

Für Sekundenbruchteile aufleuchtende Radioblitze – sogenannte „Fast Radio Bursts” oder FRBs – geben Astronomen Rätsel auf. Die astronomische Ursache des Phänomens ist unbekannt und die Ortung der Blitze schwierig. Jetzt ist es Astronomen erstmals gelungen, die exakte Richtung eines Radioblitzes so genau festzulegen, dass seine Herkunftsgalaxie identifiziert werden konnte. Die Forschungsergebnisse des internationalen Teams entstanden unter Beteiligung des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie.

Die genaue Ortung des Ursprungs von FRBs erfordert ein Netzwerk miteinander verbundener Radioteleskope über große Distanzen. So erhalten die Wissenschaftler Radiobilder von sehr hoher Winkelauflösung. Derartige Folgebeobachtungen eines FRBs – FRB 121102 – wurden nun durch die erstmalige Entdeckung einer Quelle von mehrmaligen Radiostrahlungsausbrüchen ermöglicht.

Drei Milliarden Lichtjahre Entfernung

Bisher gab es nur indirekte Rückschlüsse darauf, dass die Radiostrahlungsausbrüche ihren Ursprung im fernen Universum haben – weit außerhalb der Milchstraße. Wegen der geringen Winkelauflösung der Beobachtungen war es nicht möglich, eine eindeutige Zuordnung von Ursprungsgalaxien für die Radiostrahlungsausbrüche zu finden. Das neue Resultat ist von entscheidender Bedeutung, weil über die Entfernung der Galaxie auch die Gesamtenergie des Strahlungsausbruchs bestimmt werden kann.

Die Ursprungsposition von FRB 121102 konnte auf den Bruchteil einer Bogensekunde genau festgelegt werden – mehr als 200 Mal genauer als mit früheren Beobachtungen. Das Forscherteam erreichte eine zehnfach höhere Positionsgenauigkeit am Himmel durch die Verbindung von Teleskopen über mehrere Kontinente hinweg.

Damit gelang es, die Ursprungsgalaxie für die Radiostrahlungsausbrüche zu identifizieren und über das gemessene Spektrum die Entfernung dieser Galaxie zu bestimmen – mehr als drei Milliarden Lichtjahre. Doch das Ergebnis gibt ein weiteres Rätsel auf: Die Ursprungsgalaxie des Strahlungsausbruchs ist überraschend klein – eine Zwerggalaxie.

Zwei mögliche Szenarien

Dass FRB 121102 aus einer Zwerggalaxie kommt, gibt einen entscheidenden Hinweis auf seinen physikalischen Ursprung. Diese Galaxien enthalten Gas, das im Vergleich zum Gas in der Milchstraße eine sehr ursprüngliche Form darstellt. Die Forscher spekulieren, dass der Ursprung der Strahlungsausbrüche im kollabierten Überrest eines Sterns liegen könnte.

Als alternatives Modell erwägen die Forscher die Erzeugung der Strahlungsausbrüche im unmittelbaren Bereich eines sehr massereichen Schwarzen Lochs, das Gas aus seiner Umgebung aufsaugt.

Um zwischen diesen beiden Szenarien unterscheiden zu können, untersuchen die Forscher FRB 121102 nun mit einer Vielzahl der besten Teleskope weltweit – von Radio-, optischen, Röntgen- bis hin zu Gammawellenlängen. Die Forscher erörtern zudem, ob alle bisher gefundenen Strahlungsausbrüche den gleichen kosmischen Ursprung haben oder ob es mehrere Kategorien dieses neuartigen astrophysikalischen Phänomens geben könnte.