NASA entdeckt den Ursprung von mysteriösen Fast Radio Bursts

Fast Radio Bursts gehören zu den großen Geheimnissen der Weltraumforschung. Ein Fast Radio Burst (FRB) generiert so viel Energie in einem Tausendstel einer Sekunde wie unsere Sonne in einem ganzen Jahr.

Trotz dieser massiven Energie ist es kaum möglich sie aufzuspüren und zu untersuchen, weil sie eben nur so kurz andauern. Seit der erste FRB im Jahr 2001 aufgezeichnet wurde, wurden 1.000 weitere erkannt. Nur 15 davon konnten bestimmten Galaxien zugewiesen werden. Diese geringe Erfolgsrate bei der Nachverfolgung macht es für Forscher*innen sehr schwer, zu bestimmen, aus welcher Art von Galaxien sie kommen. Und wenn man das nicht weiß, ist es auch kaum möglich zu erforschen, wie FRBs überhaupt entstehen.

FRBs zu 5 Spiralgalaxien zurückverfolgt

Jetzt konnten mit dem Hubble-Weltraumteleskop erstmals hochauflösende Ansichten von den Ursprungsorten von 5 FRBs gemacht werden. Diese sind in oder in der Nähe von Armen von 5 Spiralgalaxien. Die meisten der Galaxien sind in etwa so groß wie unsere Milchstraße, relativ jung und formen noch neue Sterne.

Die Galaxien, die mit Hubble als Ursprung der FRBs gefunden wurden, sind sehr weit von der Erde entfernt. Deshalb braucht das Licht sehr lange, bis es bei unserer Galaxie ankommt. Forscher*innen sehen sie deshalb in dem Zustand, in dem sie vor Milliarden Jahren waren. Die Galaxien sahen so aus, als unser Universum nur halb so alt war, wie es heute ist.

Um den Ursprung der FRBs zu finden, hat Hubble mit seiner Wide Field Camera 3 das ultraviolette Licht und das Licht im nahen Infrarotbereich aufgezeichnet. Ultraviolettes Licht folgt dem Glühen junger Sterne in den Spiralarmen einer Spiralgalaxie. Mit dem Licht im nahen Infrarotbereich wurde die Masse der Galaxien bestimmt und wo sich in ihr die älteren Sterne befinden.

Viele Theorien können ausgeschlossen werden

Die Hubble-Bilder zeigten, dass die FRBs nicht aus den Regionen der Spiralarme kommen, die besonders hell sind, also riesige Sterne beherbergen. Dies unterstützt die Theorie, dass FRBs nicht von den jüngsten, massereichsten Sternen kommen.

Dadurch können Forscher*innen einige andere Theorien zum Entstehen von FRBs ausschließen. Dazu gehören die Explosionen von den jüngsten, massereichsten Sternen, die Stöße von Gammastrahlung erzeugen. Auch einige Arten von Supernovae lassen sich ausschließen.

Ebenso als unwahrscheinlich gilt damit das Verschmelzen von Neutronensternen. Neutronensterne sind die ausgebrannten Kerne von Sternen, die nach einer Supernova-Explosion übrig bleiben. Die Verschmelzung von Neutronensternen dauert meist Milliarden von Jahre und findet in älteren Galaxien statt, in denen keine neuen Sterne mehr geformt werden.

Hubble-Studie unterstützt die Magnetar-Theorie

Die Funde von Hubble unterstützen allerdings auch eine Theorie zur Entstehung von FRBs. Laut dieser kommen sie von jungen Magnetaren. Magnetare sind Neutronensterne mit starken Magnetfeldern. Laut der NASA ist ihr Magnetfeld „10 Trillionen mal stärker als das eines Kühlschrankmagnets.“ Im Vorjahr konnten Forscher*innen einen FRB in der Milchstraße zu einer Region beobachten, in der sich Magnetare befinden.

Durch das starke Magnetfeld können Lichtblitze und magnetische Prozesse auf der Oberfläche von Magnetaren entstehen, die wiederum Radiostrahlung erzeugen können. Laut der aktuellen Studie würden die Hubble-Beobachtung diese These stützen und alles, was jünger oder älter als Magnetare ist, als Quelle für FRBs ausschließen.

Diese Eingrenzung sollte es künftig einfacher machen, die Ursprungsorte von FRBs zu finden und damit deren Entstehung zu erklären. Forscher*innen wissen jetzt, in welche Arten von Galaxien und in welche Regionen dieser Galaxien sie blicken müssen, um die Quellen von FRBs zu lokalisieren.