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Astronomen rätseln über leuchtende Energiekreise im Weltraum

Weder Gammablitze noch explodierte Sterne, aber was sind die "Odd Radio Circles" dann?
21 Juli 2020, 2:56pm
Eine kreisrunde, farbige Supernova im Sternbild Cassiopeia, die neu entdeckten Odd Radio Circles könnten ähnlich aussehen, haben aber vermutlich nichts mit Sternexplosionen zu tun
Die Tycho-Supernova | Bild: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al; Optical: DSS

Astronomen haben mehrere sonderbare Kreise im Weltall entdeckt, die nur im Radiobereich sichtbar sind. Die Beobachtung machten sie mithilfe eines der empfindlichsten Observatorien der Welt.

Die mysteriösen Ringe "scheinen mit keiner bekannten Objektklasse zu korrespondieren", und wurden dementsprechend Odd Radio Circle, oder kurz ORC, getauft, heißt es in einer neuen Studie, die unter der Leitung des Astrophysikers Ray Norris von der Western Sydney University durchgeführt wurde.

"Wir haben nach unserem Wissensstand eine neue Klasse radioastronomischer Objekte entdeckt. Sie bestehen aus einer kreisrunden Scheibe, die in einigen Fällen leuchtende Ränder aufweist. Manchmal befindet sich eine Galaxie in ihrem Zentrum", schreiben Norris und seine Kolleginnen und Kollegen in der Studie, die Ende Juni auf dem Pre-Print-Server arXiv veröffentlicht wurde. Eine Peer-Review, also Bewertung durch andere Forschende, steht noch aus.

"Keine uns bekannte Art von Strahlenobjekten scheint das zu erklären", schreibt das Team.


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Die Forschenden beschreiben in ihrer Arbeit vier dieser sonderbaren Kreise aus Radiowellen. Drei davon wurden mithilfe des Australian Square Kilometre Array Pathfinder Teleskops, kurz ASKAP, entdeckt – einem Feld aus Radioantennen, das vier Quadratkilometer in der Wüste Westaustraliens einnimmt. Die Antennen der ASKAP durchsuchen den Himmel im Radiospektrum mit dem Ziel, eine evolutionäre Karte des Universums zu erstellen. Diese soll uns helfen, besser zu verstehen, wie sich Sterne und Galaxien entwickelt haben.

Die leuchtenden Kreise sind so bizarr, dass Norris und sein Team einen Instrumentenfehler in Erwägung zogen. Doch dann entdeckten sie einen vierten Kreis.

Norris und sein Team entdeckten drei sonderbare Flecken auf Bildern, die das ASKAP-Radioteleskop 2019 gemacht hatte. Jeder dieser Kreise hat am Himmel einen Durchmesser von etwa einer Bogenminute, was grob drei Prozent des Durchmessers des Mondes entspricht. Anhand der Bilder lässt sich allerdings schwer sagen, wie weit die Objekte von uns entfernt sind. Das macht es momentan noch schwierig, die tatsächliche Größe der Kreise zu bestimmen.

Die leuchtenden Kreise sind so bizarr, dass Norris und sein Team einen Instrumentenfehler in Erwägung zogen. Gerade bei Beobachtungen im Radiowellenbereich tauchen der Studie zufolge oft Fehlabbildungen auf, die wie runde Gebilde aussehen.

Aber als das Team ältere Datensätze durchsuchte, entdeckten die Forschenden zu ihrer Überraschung einen vierten ORC, der bereits 2013 vom indischen Giant Metrewave Radio Telescope aufgezeichnet worden war. Damals war das Objekt anscheinend niemandem aufgefallen.

Mithilfe alter Beobachtungen im Radiowellenbereich und neuen Bildern, die die Forschenden mithilfe des Australia Telescope Compact Array machen ließen, konnte das Team mindestens zwei unabhängige Aufnahmen von jedem ORC erstellen. Ein Instrumentenfehler kann also mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.

Aber wenn die ORCs echt sind, was könnten sie sein? Norris und seine Kolleginnen und Kollegen ziehen mehrere mögliche Erklärungen für die geheimnisvollen Kreise in Erwägung, auch wenn keine davon richtig passt.

Die Kreise könnten die Überreste explodierter Sterne sein oder Blasen, die von Winden in kosmischen Sternenfabriken ausgeworfen wurden. Möglich wären auch sogenannte Einsteinringe aus gekrümmter Raumzeit, die entstehen, wenn sich ein massereiches Objekt wie eine Galaxie zwischen der Erde und einem anderen Objekt befindet und als Gravitationslinse wirkt. Vielleicht handelt es sich bei den ORCs auch um den Nachhall hochenergetischer Ereignisse, die sich vor Millionen Jahren abspielten: Gammablitze, so genannte Fast Radio Bursts oder sogenannte Plasmajets, die von aktiven Galaxiekernen ausgestoßen werden.

"Wir ziehen auch in Erwägung, dass die ORCs vielleicht mehr als nur ein einzelnes Phänomen repräsentieren", so das Team. Vielleicht habe man vielmehr mehrere sich überlagernde Phänomene "simultan entdeckt". Um das zu klären, müsste man den Beobachtungsbereich des australischen Radioteleskops und die räumlichen Eigenschaften der ASKAP-Frequenzen noch eingehender untersuchen.

Norris und sein Team planen, die ORCs weiter zu untersuchen, um ihnen einige ihrer Geheimnisse zu entlocken. Eine Sache ist allerdings klar: Derartige Entdeckungen dürften in Zukunft regelmäßiger auf uns zukommen, da die Radioastronomie gerade riesige Sprünge macht

Innerhalb der kommenden zehn Jahren wird das ASKAP Teil des Square Kilometre Arrays, einem gigantischen, interkontinentalen Observatorium, das sich momentan noch im Bau befindet. Wenn es in Betrieb ist, wird es das mit Abstand sensibelste Radioinstrument der Erde sein. Die Entdeckung der ORCs allein ist schon faszinierend, aber sie ist nur ein Vorgeschmack auf eine neue Ära der Astronomie, die schon heute unseren Blick ins All schärft.

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