Wissenschaftler lokalisieren den fernsten je beobachteten schnellen Radioblitz
Astronomen haben den fernsten je registrierten schnellen Radioblitz eingefangen und lokalisiert – einen Millisekunden langen Blitz von Radioenergie, der seit mehr als zehn Milliarden Jahren durch den Weltraum reist. Das Signal mit der Katalogbezeichnung FRB 20240304B wurde bis zu einer Galaxie zurückverfolgt, die sich rund drei Milliarden Jahre nach dem Urknall bildete, so ein internationales Team unter der Leitung von Forschern der University of Sydney. Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.
Die Entdeckung mehr als verdoppelt die Entfernung des bisherigen Rekordhalters. Schnelle Radioblitze sind intensive Impulse von Radiowellen, die nur einen Bruchteil einer Sekunde dauern, aber im Radiobereich des Spektrums ganze Galaxien kurz überstrahlen können. Seit der Entdeckung des ersten im Jahr 2007 haben Astronomen Hunderte von ihnen registriert, doch ihre Ursprünge bleiben eines der hartnäckigsten Rätsel der modernen Astrophysik.
Einen Blitz zu finden ist das eine; herauszufinden, woher er stammt, das andere. Das Team kombinierte zwei sehr unterschiedliche Instrumente, um beides zu erreichen. Das südafrikanische MeerKAT-Radioteleskop-Array, ein Netz von Antennen in der Halbwüste Karoo, fing den Blitz zuerst auf und grenzte seine Position am Himmel ein. Dann untersuchte das James-Webb-Weltraumteleskop, das aus einem etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernten Beobachtungspunkt im Infrarotbereich beobachtet, diesen Bereich und identifizierte die schwache Wirtsgalaxie.
Diese Kombination ist wichtig. Radioteleskope sind gut darin, den Blitz aufzufangen, aber schlecht darin, genau aufzulösen, welche Galaxie ihn erzeugt hat, weil die Signale so kurz und so weit entfernt sind. Webbs scharfes Infrarotauge kann extrem weit entfernte Galaxien erkennen, die für die meisten anderen Observatorien unsichtbar wären. Gemeinsam ermöglichten sie es den Forschern, den Blitz einer bestimmten Galaxie zuzuordnen und dann ihre Entfernung daraus abzuschätzen, wie die Expansion des Universums das Licht auf seiner Reise gedehnt hat.
Da Radiowellen durch den Weltraum reisen, passieren sie Elektronenwolken, die zwischen den Galaxien verstreut sind. Je mehr Material das Signal eines Blitzes durchquert, desto stärker wird seine Ankunft zeitlich verschmiert. Das macht weit entfernte Blitze als Sonden für die dünne, diffuse Materie nützlich, die den Raum zwischen den Galaxien füllt – Material, das sonst kaum direkt kartiert werden kann.
„Dieses Ergebnis ist ein Schritt zum Verständnis davon, woher schnelle Radioblitze kommen und was sie uns über das Universum verraten können“, sagten die Forscher und wiesen darauf hin, dass die extreme Entfernung des Blitzes ihn zu einem wertvollen Test dafür macht, wie viel gewöhnliche Materie in den kosmischen Leerräumen liegt. Astronomen glauben, dass die meisten Blitze von stark magnetisierten Neutronensternen, sogenannten Magnetaren, erzeugt werden, doch der genaue Mechanismus ist noch umstritten.
Vorerst fügt der Fund einer kleinen, aber wachsenden Stichprobe einen weit entfernten Datenpunkt hinzu. Jeder gut lokalisierte Blitz hilft, Modelle der Materieverteilung im Kosmos zu kalibrieren. Das Team erwartet, dass Radioteleskope der nächsten Generation mit größeren Gesichtsfeldern und höherer Empfindlichkeit viele weitere entfernte Blitze entdecken werden – und den Rekord vielleicht erneut weiter nach außen verschieben.