Die Heimatgalaxie eines schnellen Radiobursts

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter https://pweb.cfa.harvard.edu/news)

Ein digital bearbeitetes Hubble-Bild einer Galaxie, in der ein schneller Radioblitz (FRB) auftrat. Die ovale Region markiert den Bereich, in dem die Strahlung ihren Ursprung hat. Nur wenige FRBs treten wiederholt auf, was die Identifizierung der Quelle äußerst schwierig macht. Jedoch wiederholen sich einige wenige, und vier von den Heimatgalaxien (wie die hier gezeigte) wurden ausgemacht. Astronomen haben kürzlich eine fünfte identifiziert und untersucht – die bescheiden sternbildende Galaxie beheimatet einen kürzlich entdeckten FRB.
SCIENCE: NASA, ESA, Alexandra Mannings – University of California Santa Cruz; Wen-fai Fong – Northwestern University; IMAGE PROCESSING: Alyssa Pagan – STScI

Fast Radiobursts (FRBs), schnelle Radioblitze, sind helle Strahlungspulse bei Radiowellenlängen (meist bei Wellenlängen von einigen zehn Zentimetern), deren physikalischer Mechanismus bzw. physikalische Mechanismen rätselhaft sind. Die Ausbrüche dauern zwischen einigen Hundertstel Millisekunden und wenigen Millisekunden. Keiner konnte einer bestimmten Quelle zugeordnet werden, obwohl seit der Entdeckung des ersten FRB vor vierzehn Jahren Tausende von FRBs aufgespürt wurden. Ebenso rätselhaft ist die Tatsache, daß sich die meisten FRBs nicht wiederholen, was einer der Gründe dafür ist, daß nachfolgende Beobachtungen zur Identifizierung der Ursprungsquellen so schwierig sind. Dennoch gibt es eine kleine Zahl von FRBs, die sich wiederholen, und bei vier von diesen „Wiederholern“ wurde festgestellt, daß sie aus Galaxien kommen, in deren Umgebung es eine bescheidene Sternentstehung gibt – möglicherweise ein Hinweis auf die Art der Objekte oder der Umgebung, die für sie verantwortlich sind.

Die CfA-Astronomin Tarraneh Eftekhari gehörte zu einem Team, das mit Hilfe der 36 Teleskope der Pathfinder-Anlage des Australian Square Kilometre Array fünf Ausbrüche bei einem neuen Wiederholer, FRB 20201124A, entdeckte und dessen Position in einer lichtschwachen Galaxie in etwa 1,5 Milliarden Lichtjahren Entfernung bestimmte. Danach nutzte das Team das Binospec-Instrument am MMT, um das optische Spektrum der Wirtsgalaxie zu messen, sowie archivierte Röntgendaten der Galaxie vom Swift-Observatorium. Wie die bereits zuvor ausfindig gemachten vier Wirtsgalaxien von FRBs weist auch diese Galaxie ein unauffälliges, bescheidenes Niveau der Sternentstehung auf, mit einer Rate von circa fünf Sonnenmassen neuer Sterne pro Jahr (zum Vergleich: die Milchstraße erzeugt etwa einen Stern pro Jahr). Die Galaxie enthält ungefähr zwanzig Milliarden Sonnenmassen an Sternen, deren durchschnittliches Alter relativ jung ist, etwa fünf Milliarden Jahre alt. Sie enthält viel warmen Staub, aber keine Anzeichen für die Strahlung eines supermassereichen Schwarzen Lochs im Kern. Die neue Untersuchung zeigt, wie vorteilhaft es ist, sich ergänzende Instrumente einzusetzen, um den Ursprung dieser rätselhaften Radiobursts zu ergründen.

Literatur:

„Chronicling the Host Galaxy Properties of the Remarkable Repeating FRB 20201124A“

Wen-fai Fong, Yuxin Dong, Joel Leja, Shivani Bhandari, Cherie K. Day, Adam T. Deller, Pravir Kumar, J. Xavier Prochaska, Danica R. Scott, Keith W. Bannister, Tarraneh Eftekhari, Alexa C. Gordon, Kasper E. Heintz, Clancy W. James, Charles D. Kilpatrick, Elizabeth K. Mahony, Alicia Rouco Escorial, Stuart D. Ryder, Ryan M. Shannon, and Nicolas Tejos

The Astrophysical Journal Letters, 919, L23, 2021

oder

arXiv:2106.11993v2 [astro-ph.GA] 26 Sep 2021