Das Green-Bank-Teleskop. (Mike Zorger/500Px Plus/Getty Images) Im Jahr 2017 haben Astronomen ein mysteriöses Signal aus dem Weltraum eingefangen. Nur Millisekunden lang flackerte es hell im Funkspektrum auf und verschwand wieder, und das schien alles zu sein. Aber das war es nicht.
Nachfolgende Beobachtungen haben nun gezeigt, dass sich das Signal wiederholt und fast 600-mal schwächer ist als der erste Ausbruch. Die Wiederholung deutet darauf hin, dass diese seltsamen Funkeruptionen, die wir immer wieder im Kosmos beobachten, aktiver und komplexer sein könnten, als wir jemals wussten.
Die Fackeln heißen schnelle Funkstöße (FRBs), eines der verwirrendsten Phänomene aus dem Weltraum. Sie tauchen in Funkdaten auf, riesige Spitzen elektromagnetischer Energie, so stark wie Hunderte Millionen Sonnen , in einem Stoß von nur Millisekunden Dauer.
Wir wissen noch nicht, was sie verursacht und wo die meisten von ihnen herkommen. Von den über 150 detektierten Ausbrüchen nur eine Handvoll haben zurückverfolgt worden zu ihren Ursprungsgalaxien .
Auch sind nicht alle FRBs gleich. Es gibt Unterschiede wie die Stärke des Signals, die Art und Weise, wie das Signal verdreht ist (Polarisation), winzige Unterschiede in der Dauer. Aber einer der größten Unterschiede besteht darin, ob die Signal wiederholt sich . Einige tun . Die meisten tun das nicht.
Oder es wurde zumindest nicht festgestellt, dass dies der Fall ist.
„Eine der großen offenen Fragen zu FRBs ist, ob sie sich alle wiederholen oder nicht.“ „Obwohl über hundert FRBs bekannt sind, wurde bis vor Kurzem nur einer gefunden, der sich wiederholt“, sagte der Astronom Pravir Kumar von der Swinburne University of Technology in Australien gegenüber Energyeffic.
Um FRBs zu finden und nach ihren Wiederholungen zu suchen, verwendeten Kumar und Kollegen in Australien den Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP).
'Wir fanden 20 FRBs und habe zwei Jahre lang mit ASKAP nach Wiederholungen gesucht“, sagte er. „In über 12.000 Stunden haben wir nichts gefunden!“ Könnte es jedoch möglich sein, dass Wiederholungen zu schwach waren, als dass ASKAP sie erkennen könnte?
Im Mittelpunkt der Untersuchung stand ein besonders heller einzelner Ausbruch namens FRB 171019. Obwohl es nicht bis zu seinem Ursprungsort zurückverfolgt werden konnte, war der Himmelsfleck bekannt, der es ausspuckte; Deshalb sammelten Kumar und seine Kollegen etwas Beobachtungszeit an einigen der leistungsstärksten Radioteleskope der Welt, um Folgebeobachtungen durchzuführen.
Nachdem sie mit ASKAP nichts gefunden hatten, richteten die Forscher nun das Green Bank Telescope in den USA und das Radioteleskop Parkes Observatory in Australien auf diesen Himmelsfleck.
Auch das Parkes-Observatorium fand nichts. Doch in den Daten des Green Bank Telescope tauchten zwei schwache Signale auf.
„Als ich das FRB-Signal zum ersten Mal auf meinem Computerbildschirm sah, konnte ich es einfach nicht glauben“, sagte Kumar zu Energyeffic. „Es war in der Tat ein sehr aufregender Moment!“
Im August letzten Jahres, nachdem Kumars Team ihre Entdeckung gemacht hatte und ihre Arbeit vorbereitete, startete die CHIME-Kollaboration in Kanada – ein Experiment, das einen niedrigeren Frequenzbereich abtastet als Teleskope wie ASKAP, und das veröffentlichte eine Lieferung von acht Repeatern letztes Jahr - hat ein drittes Wiederholungssignal von FRB 171019 erkannt .
Diese Ergebnisse erhöhen die Gesamtzahl der bekannten sich wiederholenden schnellen Funkausbrüche und deuten darauf hin, dass einige der vielen anderen bisher entdeckten Einzelausbrüche ebenfalls wiederholt ausbrechen könnten, außerhalb des Erfassungsbereichs der Instrumente, die zu ihrer Verfolgung eingesetzt wurden.
Aber, sagte Kumar, die Wiederholungssignale von FRB 171019 seien bemerkenswert, weil sie so unglaublich schwach seien – etwa 590-mal schwächer als der von ASKAP entdeckte Ausbruch. Das ist der größte Unterschied in der Energieemission, der bisher bei einer Wiederholung festgestellt wurde schneller Funkstoß .
Wir können natürlich immer noch nicht sagen, was die Ursache war. Eine Studie aus dem letzten Jahr ergab, dass a Ähnlichkeit mit Magnetarausbrüchen , mit einem großen Problem: FRB-Quellen wären 100 Milliarden Mal leuchtender als ein Magnetar.
Ein „großes Problem“ ähnlicher Art scheint jede bisher vorgebrachte Erklärung zu begleiten; FRBs sind sehr gut darin, einfachen Antworten auszuweichen. Aber die neuen Wiederholungsausbrüche könnten uns immer näher bringen.
„Der in dieser Burst-Quelle beobachtete große Bereich der Leuchtkraft stellt erhebliche Einschränkungen für verschiedene Modelle der Burst-Emission dar“, bemerkte Kumar.
„Diese Entdeckung hat uns einen Schritt näher gebracht, den Zusammenhang zwischen sich wiederholenden und einmaligen Ausbrüchen zu verstehen.“ „Wir haben gezeigt, dass zumindest einige helle FRB-Quellen schwache Wiederholungen aufweisen und sich möglicherweise wiederholen, wenn wir mit empfindlicheren Teleskopen weiterarbeiten.“
Genau das werden Kumar und seine Kollegen tun. Mit dem Green Bank Telescope und dem neuen Ultra-Wide-Bandwidth-Empfänger am Parkes-Observatorium werden die Forscher weitere Einzelausbrüche beobachten, um zu sehen, ob sie schwache Wiederholungen erkennen können.
Und wir haben auch noch nicht das letzte Mal von FRB 171019 gehört.
„Die Tatsache, dass sich die Quelle [FRB 171019] wiederholt, gibt uns eine hervorragende Gelegenheit, sie mit einem Radiointerferometer zu lokalisieren“, sagte Kumar gegenüber Energyeffic.
„Die Herausforderung besteht darin, dass die Wiederholungen sehr schwach sind, daher müssen wir das empfindlichste Interferometer verwenden.“ Wir hatten das Glück, dass wir die Zeit hatten, der Quelle nachzugehen Sehr großes Array später in diesem Jahr, also bleiben Sie dran.'
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .