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Fast Radio Bursts: Einschläge auf Neutronensternen könnten Radioblitze auslösen

Wie kommt es zu rätselhaften, enorm energiereichen Strahlungsausbrüchen im Weltraum? Laut einer neuen Untersuchung entstehen sie möglicherweise, wenn umherfliegende Trümmer von Planeten auf stark magnetisierte Sternleichen treffen.
Visualisierung des Magnetfelds eines Neutronensterns. Allerdings würde man den Neutronenstern vermutlich nicht so sehen können, denn wenn man so nah dran wäre, wäre man tot.
Neutronensterne sind kompakte Überreste von Sternen und besitzen mitunter extrem starke Magnetfelder (hier illustriert).

Ständig blitzt es aus dem All, doch davon wissen wir erst seit kaum 20 Jahren. Moderne Radioteleskope haben offenbart, dass ferne Objekte bei Explosionen immense Energiemengen umherschleudern – und zwar meist nur ein einziges Mal und bloß wenige tausendstel Sekunden lang. Danach verstummen die Quellen dieser so genannten Fast Radio Bursts (FRBs) wieder. Bald gerieten Neutronensterne als deren Ursprung in den Verdacht, genauer: Magnetare. Das sind stark magnetisierte, extrem kompakte Überreste ausgebrannter Sterne. Was genau aber die schnellen Radioblitze auslöst, ist in der Forschung umstritten. Hypothesen gehen etwa von heftigen Erschütterungen an der Oberfläche der Neutronensterne aus.

Nun hat ein Forschungsteam berechnet, dass Kollisionen mit umherfliegenden Himmelskörpern viele der FRBs erklären könnten. Das Team um die Astrophysiker Dang Pham von der University of Toronto und Matthew Hopkins von der University of Oxford hat die Eigenschaften der bisher bekannten FRBs daraufhin untersucht, ob sie zu möglichen Kollisionen mit Asteroiden passen. Dabei handelt es sich um die Überreste der Planetenentstehung, die in Form von Gesteinsbrocken zwischen den Sternen umherfliegen – und gelegentlich mit diesen zusammenstoßen.

Pham und Hopkins ermittelten, wie oft es statistisch gesehen zu einer Kollision zwischen solch einem interstellaren Objekt und einem Neutronenstern kommen dürfte. Dabei stellten sie fest, dass diese Rate gut mit der Häufigkeit übereinstimmt, mit der sich FRBs beobachten lassen. Die beiden Doktoranden erstellten ein Modell dazu, wie die verschieden großen Objekte bei ihrer Annäherung zunächst von den Gezeitenkräften des Neutronensterns zerrissen werden und anschließend als Trümmerwolke auf die Oberfläche einprasseln. Die Einschläge lösen dann die FRBs aus. Deren typische Dauer und Energieverteilung wiederum passen demnach zu 400 Meter bis 10 Kilometer großen Asteroiden, wie es sie auch reichlich in unserem Sonnensystem gibt.

Interstellare Objekte kennen wir seit dem Jahr 2017 aus (kosmologisch gesehen) nächster Nähe. Damals machte ein 'Oumuamua genannter Besucher Furore, der erste im Sonnensystem nachgewiesene Gesteinsbrocken aus einem anderen Sternsystem. Die Veröffentlichung von Pham und Hopkins verbindet nun solche frei im All vagabundierenden Himmelskörper mit einigen der sowohl mysteriösesten als auch energiereichsten Phänomene im Weltraum. Die Planetologin Michele Bannister von der University of Canterbury in Neuseeland war sowohl an der Untersuchung von 'Oumuamua beteiligt als auch an der neuen Studie von Pham und Hopkins. Sie findet »den Gedanken faszinierend, dass unvorstellbar weit entfernte einzelne Ausbrüche von Radiostrahlung Rückschlüsse auf die kleinen Welten zulassen könnten, die in anderen Galaxien zwischen den Sternen umherdriften«.

  • Quellen
ArXiv 2411.09135, 2024

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