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Neues zu einem prominenten Strahlungsausbruch
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
21. April 2021
Die sogenannten Fast Radio Bursts faszinieren die Astronomie
schon seit 2007. Jetzt wurden neue Beobachtungen des schnellen
Radiostrahlungsausbruchs FRB20180916B vorgestellt, die dessen Ursprung weiter
eingrenzen: Die Ausbrüche scheinen aus einem sehr kleinen Bereich nahe der
Oberfläche eines Neutronensterns zu stammen, der möglicherweise einen
massereichen Stern umkreist.
Künstlerische Darstellung mit dem
Radioteleskop Effelsberg, ausgerichtet auf eine
Galaxie in 500 Millionen Lichtjahre Entfernung,
aus der die berühmte Strahlungsquelle
FRB20180916B schnelle Radioblitze in regelmäßiger
Abfolge ausstrahlt.
Bild: Daniëlle Futselaar / ASTRON / HST [Großansicht] |
Im Jahr 2007 wurde der erste schnelle Radiostrahlungsausbruch ("Fast Radio
Burst", FRB) entdeckt. Doch was genau diese Ausbrüche verursacht, ist nach wie
vor nicht klar. Seit 2020 vermuten Wissenschaftler einen Zusammenhang mit stark
magnetischen Neutronensternen, sogenannten Magnetaren. Einer der bekanntesten
schnellen Radiostrahlungsausbrüche ist FRB20180916B. Dieser FRB wurde im Jahr
2018 entdeckt, aber erst im vergangenen Jahr konnte er dank hochaufgelöster
Beobachtungen mit dem Europäischen VLBI-Netzwerk (EVN) einer Spiralgalaxie
zugeordnet werden. Diese Galaxie ist der Milchstraße ähnlich und befindet sich
"nur" 500 Millionen Lichtjahre von uns entfernt.
Der FRB ist der bisher nächstgelegene und hat ein Muster für die
Strahlungsausbrüche, das sich alle 16 Tage wiederholt: vier Tage mit Bursts,
zwölf Tage mit relativer Ruhe. Diese Vorhersagbarkeit macht ihn zu einem idealen
Objekt für die Forschung. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Kenzie Nimmo
von ASTRON und der Universität Amsterdam) nutzte diese früheren Beobachtungen
mit dem europäischen VLBI-Netzwerk von Radioteleskopen, um die Ausbrüche mit der
höchstmöglichen Zeitauflösung zu untersuchen. Zu den beteiligten Teleskopen
gehören eines der zwölf Westerbork-Teleskope von ASTRON in Drenthe und das
100-Meter-Radioteleskop Effelsberg.
Dabei erfassten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die sogenannte
polarisierte Mikrostruktur der Ausbrüche so detailliert wie nie zuvor. Sie
konnten sehen, dass das Ausbruchsmuster von FRB20180916B von Mikrosekunde zu
Mikrosekunde variierte. Die logischste Erklärung für diese Variation scheint
eine "tanzende" Magnetosphäre zu sein, die einen Neutronenstern umhüllt.
Wenn die Teleskope des Europäischen VLBI-Netzwerks EVN den Himmel beobachten,
senden sie die Daten an das Joint Institute for VLBI ERIC (JIVE) in den
Niederlanden, wo sie miteinander kombiniert bzw. korreliert werden. "Die
Schlüsselsoftware in diesem Prozess ist der EVN Software Correlator (SFXC).
Verschiedene Verbesserungen, die im Laufe der Jahre an dieser Software
vorgenommen wurden, haben es den Astronomen ermöglicht, die Bursts mit einer
Zeitauflösung zu betrachten, die vorher nicht erreicht werden konnte", erklärt
Aard Keimpema vom JIVE-Institut.
Parallel dazu untersuchte ein internationales Forscherteam unter der Leitung
von Ziggy Pleunis, ein Absolvent der Universität Amsterdam und jetzt an der
McGill-Universität in Montreal, den FRB mit dem europäischen Netzwerk von
LOFAR-Radioteleskopen bei den niedrigen Frequenzen, in denen dieses Teleskop
arbeitet (110 bis 188 MHz). Die Forschenden fingen 18 Bursts von FRB20180916B
ein, was den Niederfrequenzrekord für Radiostrahlungsausbrüche verbessert.
Das Team vermutet, dass der Burst Strahlung bei noch niedrigeren
Radiofrequenzen aussendet und werden in naher Zukunft danach suchen. Neben den
Rekorden liefern die Beobachtungen aber auch neue Erkenntnisse. Die schwache
Radiostrahlung war recht "sauber" und kam später an als die Bursts bei höheren
Radiofrequenzen. "Zu verschiedenen Zeiten sehen wir Radiobursts mit
unterschiedlichen Radiofrequenzen. Möglicherweise ist der FRB Teil eines
Doppelsterns", so Jason Hessels von ASTRON und der Universität Amsterdam. "Wenn
das zutrifft, hätten wir zu verschiedenen Zeiten einen unterschiedlichen Blick
darauf, wo diese enorm starken Bursts erzeugt werden."
Die jetzt vorgestellten Studien freuen auch Ramesh Karuppusamy vom
Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn: "Diese Forschungsarbeit
unterstreicht die Rolle, die unser Effelsberger Radioteleskop mit seinem großen
Durchmesser bei solchen Experimenten spielt – erstens als hochempfindliches
Einzelteleskop mit Pulsar-Empfangssystem und zweitens als entscheidende
Komponente im Rahmen des europäischen VLBI-Netzwerks."
Die Ergebnisse wurden in den Fachzeitschriften Nature Astronomy und
The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
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