Astronomen entdecken extrem starke, schnelle Radioblitze, die eine nahe Galaxie ablenken

Nach der Aktualisierung des Arrays des Radioteleskops in Westerbork, Niederlande, haben Astronomen fünf neue schnelle Radioblitze gefunden. Teleskopbilder, die schärfer als zuvor möglich waren, zeigten, dass mehrere Explosionen unsere benachbarte Dreiecksgalaxie durchbohrt hatten. Damit konnten Astronomen zum ersten Mal die maximale Anzahl unsichtbarer Atome in dieser Galaxie bestimmen.

Fast Radio Bursts, FRBs, gehören zu den hellsten Explosionen im Universum. Die Bursts werden hauptsächlich durch Funkwellen ausgesendet. Die Blitze sind so stark, dass Radioteleskope sie sogar aus einer Entfernung von mehr als vier Milliarden (!) Lichtjahren erkennen können. Diese kontinuierliche Sicht über so große Entfernungen bedeutet, dass die Jets riesige Mengen an Energie enthalten. Wenn es explodiert, enthält ein einziger FRB das zehn Billionenfache (zehn Millionen mal eine Million) des jährlichen Energieverbrauchs der gesamten Weltbevölkerung.

Diese massive Stromerzeugung macht FRBs sehr spannend. Viele Astronomen glauben, dass sie von Neutronensternen emittiert werden. Die Intensität und Stärke des Magnetfelds dieser sehr jungen Sterne ist einzigartig im Universum. Durch die Untersuchung der Blitze wollen Astronomen die grundlegenden Eigenschaften der Materie, aus der das Universum besteht, besser verstehen. Aber das Studium dieser Blitze ist schwierig. Niemand weiß, wo die nächste Ladung am Himmel explodieren wird. Und der FRB dauert nur den Bruchteil einer Sekunde: Wenn Sie blinzeln, verpassen Sie ihn.

Angetrieben von neuen Empfängern und einem neuen Supercomputer (dem Apertif Radio Transient System, ARTS), hat Westerbork jetzt fünf neue FRBs entdeckt. „Wir haben jetzt ein Instrument mit einem sehr weiten Sichtfeld und einer sehr scharfen Sicht. Und das alles live. Das ist neu und aufregend“, sagt Studienleiter Joeri van Leeuwen (ASTRON).

Zuvor entdeckten Radioteleskope wie Westerborks FRBs ebenso wie die Facettenaugen einer Fliege. Fliegen können in alle Richtungen sehen, aber es ist nicht sichtbar. Das Aufrüsten von Westerbork ist, als würde man die Augen einer Fliege mit dem Auge eines Adlers kreuzen. Der ARTS-Supercomputer kombiniert kontinuierlich Bilder von zwölf Westerbork-Schüsseln, um ein scharfes Bild über ein enormes Sichtfeld zu erstellen. „Die komplexe Elektronik, die man dafür braucht, kann man sich nicht leisten“, sagt Systemingenieur Erik Koestra (ASTRON). „Wir haben den größten Teil des Systems mit einem großartigen Team selbst entworfen. Das Ergebnis ist eine fortschrittliche Maschine, eine der leistungsstärksten der Welt.“

galaktische Aberration

Astronomen wollen verstehen, wie und warum FRBs so hell werden. Interessant sind die Blitze aber auch, weil sie auf ihrem Weg zur Erde andere Galaxien durchqueren. Die normalerweise unsichtbaren Elektronen in diesen Galaxien verzerren die Blitze. Das Aufspüren unsichtbarer Elektronen und ihrer Begleitatome ist wichtig, weil der größte Teil der Materie im Universum dunkel ist und wir immer noch so wenig darüber wissen. Zuvor konnten Radioteleskope grob anzeigen, wo der FRB auftrat. Der ARTS-Supercomputer ermöglicht es Westerbork nun, den genauen Standort des FRB mit punktgenauer Genauigkeit zu lokalisieren. Van Leeuwen: „Wir haben gezeigt, dass drei der von uns entdeckten FRBs unsere Triangulum-Galaxie verzerrt haben! Somit konnten wir zum ersten Mal die Anzahl der unsichtbaren Elektronen berechnen, die die Galaxie höchstens enthält. Ein bemerkenswertes Ergebnis.“

Referenz: „The Apertif Radio Transient System (ARTS): Design, Commissioning, Data Release, and Detection of the First Five Speed ​​​​Radio Streams“ von Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra, Leon Oostrum, Liam Connor, Jonathan E. Hargreaves, Yogesh Maan, Ines Pastor-Marazuela Emily Petrov, Daniel van der Schoor, Alessio Skloko, Samira M. Block, William JGD, Oliver M. Boersma, WM A. Van Capelen, Arthur H. W. M. Colin, Sedis Damstra, Helga Dens, Geer NG Van Diepen, David W. Gardiner, Jan Grange, Andre W. Jonst, Kelly M. Hess, Hanno Holtes, Theis van der Hulst, Baudouin Hutt, Alexander Kotkin, J. Marcel Luce, Daniel M. Lucero, Ognes Mika, Klim Mikhailov, Raffaella Morgante, Vanessa A. Moss, Henk Mulder, Minno J. Norden, Tom A. Oosterloo, Emaneula Orrú, Zsolt Paragi, Jan-Pieter R. de Reijer, Arno P. Schoenmakers, Klaas JC Stuurwold, Sander ter Veen, Yu-Yang Wang, Alwin W. Zanting und Jacob Ziemke12. April 2023 Und Astronomie und Astrophysik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202244107