Periodisch auftretende Radiowellen im Weltraum – Woher kommen die Funkanrufe?

Sie sind hörbar – die Radiowellen-Funksignale aus dem Weltraum. Sie wiederholen sich stetig. Jetzt haben Forscher ein Muster innerhalb dieser Weltraum-Signale herausgefunden. Die Signale stammen von einer einzigen Quelle, welche eine halbe Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

Schnelle Funkstöße oder FRBs sind einige Millisekunden lange Funkwellenstöße. Einzelne Funkstöße werden einmal ausgegeben und nicht wiederholt. Aktuell ist jedoch bekannt, dass sich wiederholende schnelle Funkstöße mehrmals kurze, energetische Funkwellen aussenden. Normalerweise zeigt sich dies nach früheren Beobachtungen sporadisch oder in einem Cluster.

Muster in Funksignalen

Zwischen dem 16. September 2018 und dem 30. Oktober 2019 entdeckten kanadische Forscher des Projekts „Fast Radio Burst Project“ ein Muster bei den eingehenden Weltraum-Signalen. Diese treten alle 16,35 Tage auf. Innerhalb von vier Tagen löste das Signal ein oder zwei Signale pro Stunde aus. Dann verstummt es für 12 Tage.

Die Ergebnisse sind im Vordruck eines Berichtes auf arXiv enthalten. Hier sollte beachtet werden: Dieses Papier wurde „vormoderiert“, aber nicht vollständig von Experten begutachtet. Die Autoren des Berichtes sind Teil der Forschung von „CHIME“ und „FRB„, die in den letzten Jahren eine Vielzahl von Studien zu den sogenannten „schnellen Funkbursts“veröffentlicht hat.

Das Radiowellen-Signal ist ein bereits bekannter und sich wiederholender schneller Funkstoß mit dem Code FRB 180916.J0158 + 65. Im vergangenen Jahr wurden bei der Zusammenarbeit zwischen CHIME und FRB die Quellen für acht neue, sich wiederholende schnelle Funkstöße einschließlich dieses Signals ermittelt.

Das sich wiederholende Signal wurde auf eine massive Spiralgalaxie in etwa 500 Millionen Lichtjahren Entfernung zurückgeführt.

Wo kommt das Weltraum-Signal her?

Die Forscher hoffen, den Ursprung des Signales zu finden. Bisher haben sie einzelne und sich wiederholende schnelle Funkstöße allerdings auf sehr unterschiedliche Quellen zurückgeführt.

• Der erste sich wiederholende schnelle Funkstoß, FRB 121102, war mit einer kleinen aus Sternen und Metalle bestehende Zwerggalaxie verbunden.
• FRB 180916 wurde auf einen der Spiralarme einer milchstraßenähnlichen Galaxie zurückgeführt.

Der Hinweis auf ein Muster im Radiowellen Signal führt nun zu der Frage, was dazu führen könnte, dass diese Signale so regelmäßig und genau auftreten.

Radiowellen treten periodisch auf

„Die Entdeckung einer Periodizität von 16,35 Tagen in einer sich wiederholenden FRB-Quelle ist ein wichtiger Hinweis auf den Ursprung dieses Objekts“, schreiben die Forscher in ihrer Studie.

In der Forschungsarbeit betrachten die Wissenschaftler mögliche Ursachen, wie die Umlaufbewegung eines Sterns oder eines Objekts, das als Begleiter am Rande der Galaxie fungiert. Die Autoren eines anderen Berichtes, das sich mit den Forschern beraten hat, die das Muster entdeckt haben, schlagen vor, dass die Ursache in einem Neutronenstern und einem frühen binären OB-Sternsystem liegen könnte.

• Neutronensterne sind die Überreste von Supernovae. Ihre Durchmesser sind vergleichbar mit der Größe einer Großstadt, aber sie sind unglaublich dicht. Mit Massen, die größer sind als die unserer Sonne.
• OB-Sterne sind kurzlebige heiße, massive Sterne. Die Wechselwirkung zwischen diesen beiden und dem vom Stern kommenden Wind könnte die Ursache für das sich wiederholende FRB-Muster sein.

Ausgangspunkt für weitere Forschungen

Das Verständnis der Funkstöße kann in weiterer Folge auch Astronomen dabei helfen, mehr über das Universum selbst zu erfahren. Je mehr „Bursts“ sie verfolgen können, desto besser können sie die Signale verwenden, um die Verteilung der Materie im Universum abzubilden.

Die Forscher glauben, dass zukünftige Beobachtungen ihnen zeigen, ob andere sich wiederholende schnelle Funkstöße ein Muster aufweisen. Auf diese Weise wissen sie, ob diese Art von Periodizität eher eine Ausnahme oder ein Routineverhalten zeigt. (cs)