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Webb-Teleskop hat Heimatgalaxie des fernsten Radioblitzes identifiziert
Ein nur wenige Millisekunden dauernder Radioblitz ist mehr als zehn Milliarden Jahre durch den Kosmos gereist. Astronomen haben den bislang fernsten bekannten Ausbruch einer kleinen, sternbildenden Galaxie zugeordnet. Die ungewöhnlich junge Sternpopulation liefert Hinweise auf die Entstehung solcher Signale, ohne ihren genauen Ursprung schon zu beweisen.
Sydney (Australien). Schnelle Radioblitze sind kurze, außergewöhnlich energiereiche Ausbrüche von Radiostrahlung, die häufig nur ein einziges Mal beobachtet werden. Welche Himmelskörper die als Fast Radio Bursts (FRB) bezeichneten Signale erzeugen, ist weiterhin nicht abschließend geklärt. Ihre geringe Dauer erschwert es, die Herkunft am Himmel genau zu bestimmen.
Die Radiowellen haben zugleich einen besonderen wissenschaftlichen Wert. Auf ihrem Weg zur Erde passieren sie Gas und andere Materie, die ihre Ankunftszeiten und Eigenschaften verändern. Ist auch die Entfernung ihres Ursprungs bekannt, können Astronomen daraus Rückschlüsse auf die Verteilung von Materie im Universum ziehen.
Forscher der University of Sydney um Dr. Manisha Caleb haben jetzt den Radioblitz FRB 20240304B und dessen Wirtsgalaxie untersucht. Das MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika hatte das Signal bereits am 4. März 2024 registriert. Die Radiodaten deuteten auf eine ungewöhnlich große Entfernung hin, ließen diese aber noch nicht eindeutig bestimmen.
Zunächst suchte das Team mit großen erdgebundenen Teleskopen nach einer Galaxie an der ermittelten Position. Weil dort selbst auf tiefen Aufnahmen kein entsprechendes Objekt sichtbar wurde, kamen die Infrarotinstrumente des James-Webb-Weltraumteleskops zum Einsatz. Sie zeigten eine sehr lichtschwache Galaxie am passenden Ort.
Aus ihrem Spektrum bestimmten die Astronomen eine Rotverschiebung von 2,148. Damit stammt der Radioblitz aus einer Epoche, in der das Universum erst rund drei Milliarden Jahre alt war. Bis die Strahlung die Erde erreichte, vergingen mehr als zehn Milliarden Jahre. Unter den bisher lokalisierten schnellen Radioblitzen ist dies der bislang entfernteste bekannte Ursprung.
„Diese Wirtsgalaxie sticht aus der gesamten Stichprobe heraus. Sie war nicht das, was wir erwartet hatten“, sagt Prof. Ben Stappers von der University of Manchester.
Besonders auffällig ist die Wirtsgalaxie selbst. Sie enthält nach den Modellrechnungen des Teams Sterne mit zusammen nur etwa zehn Millionen Sonnenmassen und ist damit eine ungewöhnlich leichte Galaxie. Gleichzeitig entstehen in ihr gemessen an dieser geringen Masse vergleichsweise viele neue Sterne.
„Die Galaxie, aus der dieser Radioblitz stammt, ist überraschend klein, arm an schweren Elementen und durchläuft eine sehr aktive Phase der Sternentstehung“, erklärt Dr. Laura Driessen von der University of Sydney.
Auch die chemische Zusammensetzung passt zu einer frühen Entwicklungsphase. Die Astronomen schätzen den Anteil schwerer Elemente im Gas auf nur rund zehn bis zwanzig Prozent des Sonnenwerts. Zusammengenommen sprechen die geringe Sternmasse und die starke Sternbildung für eine noch junge Zwerggalaxie.