Montag, 16. Dezember 2013

Extrem kurze Radioemissionen stammen von nahen Sternen


Sonnenausbruch, aufgenommen vom NASA-Sonnenobservatorium SDO. | Copyright: NASA

Cambridge (USA) - Erstmals 2007 entdeckt, stellen einmalige kurze Ausbrüche im Bereich der Radiostrahlung mit einer Dauer von wenigen Millisekunden (sog. Extragalactic Fast Radio Transient, oder Fast Radio Bursts) Astronomen immer noch vor ein Rätsel. Bislang schienen die Eigenschaften dieser Radioemissionen auf Milliarden von Lichtjahren von der Erde entfernte Galaxien als Ursprung dieser extrem kurzen Signale hinzudeuten. Neue Analysen zeigen nun jedoch, dass diese viel wahrscheinlicher aus unserer direkten kosmischen Nachbarschaft stammen.

Bislang wurden erst sechs solcher Ausbrüche registriert. Der Umstand, dass sie buchstäblich einmaliger Natur sind, macht Folgeuntersuchungen natürlich geradezu unmöglich. Lediglich die aufgezeichneten Daten der Ausbrüche stehen zur Analyse zur Verfügung. Genau einer solchen Datenanalyse haben sich nun Forscher um Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) angenommen und Schlussfolgern in ihrem anstehenden Artikel im Fachjournal "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society", "dass diese schnellen Radioausbrüche gar nicht so exotisch sind, wie bislang geglaubt".


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Wie die Astronomen zeigen können, passierten alle bislang georteten Ausbrüche auf ihrem Weg zur Erde eine große Menge an Elektronen. Wären diese Elektronen im gesamten intergalaktischen Raum verteilt - so die bisherige Annahme - müssten die Radiopulse viele Millionen Lichtjahre zurückgelegt haben und wären dann von extrem energetischen Ereignissen ausgesendet worden. Während Gammastrahlenausbrüche nicht die zu den Radiosignale passenden Radiofrequenzen erzeugen, suchten Astronomen zunächst nach anderen extremen Ereignissen, wie etwa den Zusammenbrüchen von Neutronensternen zu Schwarzen Löchern.


Loeb und Kollegen betrachteten das rätselhafte Phänomen nun jedoch von der anderen Seite und gingen zunächst davon aus, dass die Radioemissionen viel weniger Energie benötigen, wenn sie aus einer der Erde deutlich näher gelegenen Quelle stammen.


Für die Wissenschaftler kommen demnach Sonnen- bzw. Sterneneruptionen mit dicht gepackten Elektronen in der Korona naher Sterne in Frage. Diese interstellaren Phänomene würden die gleichen Effekte wie die bislang vermuteten intergalaktischen Elektronen erzeugen.


Bislang sind zwei Arten von Sternen dafür bekannt, dass sie Radioausbrüche erzeugen: junge, massearme Sterne und sonnenschwere sogenannte Kontakt-Binäresysteme - Doppelsterne also, die einander derart dicht umkreisen, dass die sich eine gemeinsame äußere Gashülle teilen. Die Helligkeit beider Sternentypen würde zudem im optischen (sichtbaren) Spektrum fluktuieren, wodurch sie also vergleichsweise einfach auffindbar wären.


Um ihre Theorie zu überprüfen suchten Loeb und Kollegen in den Ursprungsrichtungen dreier "Fast Radio Bursts" nach derartigen sogenannten variablen Sternen. "Der Ansatz einer solchen Beobachtung über mehrere Nächte hinweg war eigentlich naheliegend und wir waren überrascht, dass dies noch niemand zuvor versucht hatte", erläutert Yossi Shvartzvald, der die Beobachtungen am Wise Observatory der Tel-Aviv University leitete.


Tatsächlich wurden die Astronomen auch fündig. An einem Ort stießen sie auf eines der beschrieben engen Binärsysteme. Dieses besteht aus zwei sonnenähnlichen Sternen, die sich selbst alle 7,8 Stunden umkreisen und von der Erde "nur" 2.600 Lichtjahre entfernt sind. Ein Abgleich mit der Statistik der Verteilung von Sternen im beobachteten Himmelsausschnitt zeigte dann, dass die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen örtlichen Übereinstimmung zwischen einem solchen Doppelsternsystem und der Ursprungsrichtung der kurzen Radioausbrüche bei gerade einmal fünf Prozent liegt.


"Immer dann, wenn wir eine neue Klasse von Quellen finden, diskutieren wir darüber, ob diese von uns weit entfernt oder uns nahe sind. Zunächst wurden Gammastrahlenausbrüche für Ereignisse innerhalb unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, gehalten. Später fanden Astronomen dann heraus, dass sie intergalaktische Distanzen zurücklegen. (...) Hier haben wir nun das Gegenteil: Die Quellen der schnellen Radioausbrüche wurden zunächst in ferne Galaxien verortet. Jetzt scheint es so, als kämen sie aus unserer eigenen Heimatgalaxie."


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Quelle: cfa.harvard.edu
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