Originalveröffentlichung am 08.10.2026 zu finden unter: https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

Zusammenfassung: Der Rekordhalter geht auf eine Zeit von nur 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall zurück

Welches mysteriöse Phänomen kann einen Millisekunden langen Ausbruch von Radiowellen erzeugen, der so stark ist, daß wir ihn noch aus Milliarden Lichtjahren Entfernung nachweisen können? Der Ursprung dieser Ereignisse, die als schnelle Radioblitze bzw. „Fast Radio Burst“ (FRBs)  bekannt sind, ist nach wie vor ungeklärt.

Ein kürzlich entdeckter FRB liefert einen Hinweis. Bei dem bislang am weitesten entfernten Exemplar erwies sich die Heimatgalaxie als überraschend klein und jung. Dies legt nahe, daß nur wenig Zeit zwischen der Sternentstehung in Galaxien und dem Zeitpunkt vergeht, an dem sie FRBs erzeugen können. Daraus läßt sich schließen, daß FRBs wahrscheinlich von jungen Neutronensternen, bekannt als Magnetare, verursacht werden. Erst mit dem James-Webb-Weltraumteleskop gelang es, die Heimatgalaxie aufzuspüren, zu charakterisieren und sowohl ihre Entfernung als auch ihre Größe zu bestimmen.

Erstmals 2007 entdeckt, sind die schnellen Radioblitze rätselhafte, nur Millisekunden dauernde Radioemissionsblitze aus dem fernen Universum. Ihr Ursprung ist nach wie vor ungeklärt, insbesondere da die meisten dieser Signale nur ein einziges Mal beobachtet werden. Astronomen haben mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA die Heimatgalaxie des bislang am weitesten entfernten schnellen Radioblitzes lokalisiert. Ihre Entdeckung liefert wichtige Hinweise darauf, welche Art von hochenergetischem Ereignis diese Blitze erzeugt.

„Das Interessante an schnellen Radioblitzen ist, daß wir nicht wissen, was sie verursacht. Es gibt zwar Theorien darüber, welche Objekte sie hervorbringen, aber keinen eindeutigen Beweis“, erklärte Manisha Caleb von der University of Sydney, Hauptautorin der am Donnerstag in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie.

Das MeerTRAP-Team entdeckte mit dem MeerKAT-Teleskop den Blitz am 4. März 2024, was zu seiner Bezeichnung FRB 20240304B führte. Die Radiodaten deuteten darauf hin, daß die Quelle extrem weit entfernt lag, möglicherweise der bislang am weitesten entfernte Blitz dieser Art. Um die Entfernung zu bestätigen, mußten die Astronomen jedoch die Heimatgalaxie untersuchen. Obwohl sie die Position des FRB sehr genau kannten, konnten selbst die weltweit größten bodengebundenen Teleskope an dieser Stelle am Himmel keine Galaxie ausmachen. Daraufhin wandte sich das Team dem Webb-Teleskop zu.

Webb’s Instrument NIRCam (Nahinfrarotkamera) entdeckte eine Galaxie an der entsprechenden Stelle, und das Instrument NIRSpec (Nahinfrarotspektrograph) lieferte eine präzise Messung der Rotverschiebung dieser Galaxie: 2,148 – ein Wert, der einem Zeitpunkt nur 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall entspricht. Die große Mehrheit der bislang entdeckten FRBs trat erst Milliarden Jahre später in der kosmischen Geschichte auf.

Das Team stellte fest, daß die Heimatgalaxie von FRB 20240304B untypisch für andere Galaxien mit FRBs war. Die meisten FRB-Galaxien sind massereiche, sternbildende Galaxien, doch die entdeckte Galaxie war 1.000-mal masseärmer als erwartet.

„Wir hatten eine große, wohlgeformte Galaxie mit vielen Sternen erwartet, doch stattdessen handelte es sich um eine kleine Zwerggalaxie, auch wenn in ihr lebhaft Sterne entstanden“, sagte Caleb.

„Diese Heimatgalaxie sticht aus unserer gesamten Stichprobe hervor. Sie entsprach definitiv nicht dem, was wir erwartet hatten“, sagte Ben Stappers von der University of Manchester (Großbritannien), ein Mitautor der Studie. „Die Kombination mittels des MeerTRAP-Projekts am MeerKAT-Teleskop aus Entdeckung und Lokalisierung dieser fernen Blitze und ihrer Untersuchung durch Webb ist äußerst spannend.“

Die Galaxie existierte auf dem Höhepunkt des „kosmischen Mittags“ – einer Epoche in der Geschichte des Universums, in der die Sternentstehung ihren Höchststand erreichte. Die Sternentstehungsrate der Galaxie deutet darauf hin, daß sich der Großteil ihrer Sterne innerhalb von nur 30 Millionen Jahren gebildet haben könnte.

Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Theorien zum Ursprung schneller Radioblitze. Eine Theorie besagt, daß FRBs durch die Verschmelzung zweier Neutronensterne entstehen könnten. Der Prozeß, bei dem sich umkreisende Neutronensterne einander immer weiter annähern, bis sie schließlich kollidieren, dauert jedoch voraussichtlich Milliarden von Jahren. Folglich wäre zu erwarten, daß FRBs mit älteren Galaxien in Verbindung stehen, die bereits weiter entwickelte Sternpopulationen aufweisen.

Eine zweite Theorie schlägt vor, daß ein FRB von einem einzelnen, jungen und stark magnetischen Neutronenstern, einem sogenannten Magnetar, ausgehen kann, etwa durch einen Mechanismus wie Sternbeben. In diesem Fall könnte ein FRB relativ bald nach der Supernova-Explosion eines massereichen Sterns, bei der ein Magnetar zurückbleibt, ohne große zeitliche Verzögerung auftreten. Demzufolge wäre auch zu erwarten, daß FRBs in jüngeren Galaxien vorkommen, wie etwa in der Heimatgalaxie von FRB 20240304B.

„Unsere Arbeit legt nahe, daß es sehr unwahrscheinlich ist, daß dieser FRB durch eine Verschmelzung entstand“, sagte Caleb.

„Unsere Ergebnisse zeigen zudem die beeindruckenden Fähigkeiten von Webb, mit dem wir Grenzen verschieben können, die zuvor unerreichbar waren“, sagte Koautor Themiya Nanayakkara von der University of Sydney in Australien.

Der neue FRB war nicht nur ein Rekordhalter, sondern ermöglichte dem Team auch, mehr über den scheinbar leeren Raum zwischen dem Ausbruch und der Erde zu erfahren – eine Strecke von Milliarden Lichtjahren.

„Ein schneller Radioblitz ist fast wie eine kosmische Taschenlampe. Er beleuchtet alles entlang seines Weges. Er trägt den ‚Fingerabdruck‘ all dessen in sich, was er durchquert; man kann ihn also nutzen, um das ‚kosmische Netz‘ aufzuspüren – jene ansonsten unsichtbare Materie und Strukturen, auf die er auf seinem Weg trifft“, erklärte Koautor J. Xavier Prochaska von der University of California, Santa Cruz.

Das Team entdeckte im Signal des FRB die Spuren zweier kosmischer Strukturen: eines zuvor unbekannten Galaxienclusters bei einer Rotverschiebung von 0,3 (etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt) sowie des nahegelegenen Virgo-Clusters, der sich in einer Entfernung von ungefähr 54 Millionen Lichtjahren zur Erde befindet.

Für die Zukunft freut sich das Team auf die Möglichkeit, weitere, weiter entfernte FRBs zu entdecken. Schätzungen zufolge könnte das MeerKAT-Teleskop jährlich mehrere FRBs mit einer Rotverschiebung von mehr als 1,0 aufspüren und lokalisieren – was bedeutet, daß sie zu einem Zeitpunkt existierten, der mehr als die Hälfte der Zeitspanne bis zum Beginn des Universums zurückreicht. Mit der Inbetriebnahme weiterer neuer Radioteleskopanlagen und -instrumente dürfte die Entdeckungsrate steigen. Das Webb-Teleskop wird für die Charakterisierung dieser weit entfernten Wirtsgalaxien von entscheidender Bedeutung sein.

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisation).

FRB 20240304B (NIRCam Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): FRB 20240304B
• Objektbeschreibung: Schneller Radioblitz, Radiopuls mit einer Dauer von Millisekunden
• Rektaszension: 12:11:59.294
• Deklination: +11:48:46.830
• Sternbild: Virgo
• Entfernung: 10,63 Milliarden Lichtjahre (z = 2,148)
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F200W, F322W
• Bild
• Farbinformation: Dieses Bild ist eine Zusammensetzung aus einzelnen Belichtungen, die das James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam erstellt hat. Zur Erfassung spezifischer Wellenlängenbereiche wurden zwei Filter verwendet. Die Farbgebung ergibt sich aus der Zuweisung unterschiedlicher Farbtöne zu den jeweiligen monochromatischen (Graustufen-)Aufnahmen der einzelnen Filter. In diesem Fall wurden folgende Farben zugewiesen:
• Cyan: F200W Orange: F322W

Über das Bild: Die NIRCam (Nahinfrarotkamera) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA konnte die Heimatgalaxie des FRBs 20240304B aufspüren, dessen Position durch das weiße Kreuz markiert ist. Es stellte sich heraus, daß es sich um eine kleine Zwerggalaxie handelt, in der lebhaft Sterne entstehen.

Spektrum der Wirtsgalaxie des am entferntesten schnellen Radioblitzes

Über das Bild: Astronomen konnten mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA die Heimatgalaxie des am weitesten entfernten bekannten schnellen Radioblitzes (FRB) untersuchen. Durch den Nachweis von Licht, das von Sauerstoff und Stickstoff ausgesandt wurde, konnten sie die kosmologische Rotverschiebung der Galaxie bestimmen und so bestätigen, daß sich der FRB nur 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall ereignet hatte.

FRB 20240304B (NIRCam Kompass-Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): FRB 20240304B
• Objektbeschreibung: Schneller Radioblitz, Radiopuls mit einer Dauer von Millisekunden
• Rektaszension: 12:11:59.294
• Deklination: +11:48:46.830
• Sternbild: Virgo
• Entfernung: 10,63 Milliarden Lichtjahre (z = 2,148)
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F200W, F322W
• Bild
• Farbinformation: Dieses Bild ist eine Zusammensetzung aus einzelnen Belichtungen, die das James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam erstellt hat. Zur Erfassung spezifischer Wellenlängenbereiche wurden zwei Filter verwendet. Die Farbgebung ergibt sich aus der Zuweisung unterschiedlicher Farbtöne zu den jeweiligen monochromatischen (Graustufen-)Aufnahmen der einzelnen Filter. In diesem Fall wurden folgende Farben zugewiesen:
• Cyan: F200W Orange: F322W

Über das Bild: Diese Aufnahme der Wirtsgalaxie des FRB 20240304B, erstellt mit der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des James-Webb-Weltraumteleskops, enthält zur Orientierung Kompasspfeile, einen Maßstabsbalken und eine Farblegende.

Die Kompasspfeile für Nord und Ost zeigen die Ausrichtung des Bildes am Himmel an. Dabei ist zu beachten, daß das Verhältnis von Nord zu Ost am Himmel (bei Betrachtung von unten) im Vergleich zu Richtungspfeilen auf einer Landkarte (bei Betrachtung von oben) spiegelverkehrt ist.

Das Bild zeigt unsichtbares Licht bei Wellenlängen des nahen Infrarot, das in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurde. Die Farblegende gibt an, welche NIRCam-Filter bei der Aufnahme verwendet wurden. Die Farbe, in der der jeweilige Filtername dargestellt ist, entspricht der Farbe des sichtbaren Lichts, das zur Wiedergabe des durch diesen Filter gelangten Infrarotlichts verwendet wurde.