Eine besondere Art von Neutronensternen scheint für die Strahlungsausbrüche verantwortlich zu sein
Seit ihrer Entdeckung vor 18 Jahren sorgen sie für Kopfzerbrechen bei den Himmelsforschern: Plötzliche Ausbrüche von Radiostrahlung in fernen Galaxien, die nur wenige Millisekunden andauern. Jetzt ist ein Forschungsteam aus den USA der Lösung dieses Rätsels einen großen Schritt näher gekommen: Offenbar verursachen Neutronensterne mit starken Magnetfeldern – Magnetare genannt – die mysteriösen Radioblitze. Allerdings ganz besondere Magnetare, wie die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“ berichten.
„Magnetare entstehen zumeist durch Kernkollaps-Supernovae“, erläutern Kritti Sharma vom California Institute of Technology und ihre Kollegen. Darunter verstehen Astronomen das Ende eines großen, massereichen Sterns. Hat er seinen nuklearen Energievorrat verbraucht, so stürzt sein Inneres – der Kern – zusammen und es entsteht ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern, während die äußere Hülle des Sterns explosionsartig ins All abgestoßen wird. Die frisch entstandenen Neutronensterne besitzen oft starke Magnetfelder. Und die Art der Strahlung von Radioblitzen deutet auf solche Magnetare als Ursprung des Phänomens.
Das Problem: Magnetare finden sich vor allem in Regionen mit sehr jungen Sternen – Radioblitze kommen mitunter aber auch aus Gebieten mit sehr alten Sternen. Doch obwohl Radioteleskope seit der ersten Entdeckung über Tausend dieser Ausbrüche registriert haben, ist nur bei wenigen davon der genaue Ursprungsort im Kosmos bekannt. Hier hat das Team um Sharma angesetzt: Mithilfe einer speziellen Antennenanlage, dem Deep Synoptic Array in Kalifornien, gelang es den Forschern, bei 26 Radioblitzen die Ursprungsgalaxie aufzuspüren.
Damit konnte das Team die Anzahl der Radioblitze, für die der Ursprung bekannt ist, verdoppeln. Wie sich zeigte, waren jedoch viele der Galaxien zu weit entfernt für weitere Beobachtungen. Lediglich 20 der insgesamt 52 Sternsysteme erwiesen sich als geeignet, um mithilfe weiterer Beobachtungen mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii und dem Hale-Teleskop auf dem Mount Palomar die Massen der Galaxien genau zu bestimmen. Und dabei stießen die Wissenschaftler auf eine Überraschung.
Zunächst einmal bestätigten die Keck-Beobachtungen, dass Radioblitze ihren Ursprung in Regionen mit vielen jungen Sternen haben. Doch unerwartet für die Forscher liegen diese Regionen bevorzugt in großen Galaxien, die ungewöhnlich viel Sterne enthalten. Im Gegensatz dazu treten Kernkollaps-Supernovae jedoch in allen Galaxien, ob groß oder klein, gleich häufig auf. Gewöhnliche Magnetare, die auf diesem Weg entstehen, können also nicht die Quelle der Radioblitze sein, folgern die Wissenschaftler.
Stattdessen verweisen Sharma und ihre Kollegen auf eine andere Möglichkeit der Entstehung von Magnetaren: die Verschmelzung zweier großer Sterne mit anschließendem Kollaps. Im Kosmos gibt es viele Doppelsterne und in manchen Fällen umkreisen sich die beiden Sterne auf einer so engen Bahn, dass sie schließlich miteinander verschmelzen. Der Clou: Solche Verschmelzungen sollten tatsächlich in großen Galaxien häufiger auftreten als in kleineren.
Denn große und kleine Galaxien unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung: Die großen Systeme enthalten deutlich mehr schwere Elemente. Und die Häufigkeit schwerer Elemente beeinflusst, wie Sterne sich entwickeln. Wie Sharma und ihre Kollegen betonen, sind Sterne in einer Umgebung mit mehr schweren Elementen größer und können deshalb leichter miteinander verschmelzen.
Nun gilt es, diesen Ansatz mit weiteren Beobachtungen zu untermauern. Das von dem Team benutzte Deep Synoptic Array kann typischerweise pro Monat bei einem Radioblitz den Ursprung mit ausreichender Genauigkeit bestimmen. Doch in den kommenden Jahren könnten Verbesserungen bei weiteren Radioteleskopen diese Anzahl erheblich erhöhen und so vielleicht das Rätsel der Radioblitze endgültig zu lösen.
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech
