In den letzten Jahren haben Forscher immer wieder extrem kurze Ausbrüche im Radiowellenbereich beobachtet, deren Ursprung bislang rätselhaft blieb. Sie dauern nur Millisekunden oder weniger und werden englisch als "fast radio bursts" (FRB) bezeichnet, also: schnelle Radio-Ausbrüche. Bislang hat man 16 solcher Ausbrüche entdeckt, meistens in Archivdaten, die erst Monate nach dem Ausbruch bearbeitet wurden. Nun konnte ein Forscherteam um Evan Keane an der australischen Swinburne University of Technology einen FRB praktisch in flagranti erwischen und mit Hilfe weiterer Radioteleskope detailliert nachbeobachten. Dafür setzten die Forscher das 64-Meter-Radioteleskop von Parkes und die sechs 22-Meter-Antennen des Australian Telescope Compact Array (ATCA) ein.

Die Quelle des schnellen Radio-Ausbruchs vom 18. April 2015 (Übersichtsbild)
© David Kaplan & Evan Keane
(Ausschnitt)
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Der schnelle Radioausbruch, englisch: "fast radio burst", vom 18. April 2015 hatte seinen Ursprung in einer rund sechs Milliarden Lichtjahre weit entfernten Galaxie. Der Einschub mit dem Diagramm unten zeigt den Ausbruch als eine kleine, scharfe Spitze, die das Grundrauschen deutlich übertrifft. Der Ausbruch dauerte nur 0,8 Millisekunden.

Das Forscherteam hatte zum Nachweis von schnellen Radio-Ausbrüchen ein eigenes Detektorsystem entwickelt, und am 18. April 2015 ging den Astronomen erstmals ein FRB ins Netz. Er dauerte nur etwa 0,8 Millisekunden. Das ist ein Maximalwert, der auf die beschränkte zeitliche Auflösung des Detektors zurückgeht; der FRB könnte also noch kürzer gewesen sein. Er hob sich als scharfe Spitze deutlich vom Grundrauschen ab. Mit dem ATCA-Teleskopen gelang es, ein "Nachleuchten" im Radiowellenbereich zu beobachten, das rund sechs Tage sichtbar blieb. Somit ließ sich die Himmelsposition der Quelle so präzise ermitteln, dass man dort nach einem Ursprungsobjekt suchen konnte. Hierfür setzten die Astronomen das japanische 8,2-Meter-Teleskop Subaru auf dem Mauna Kea in Hawaii ein. Sie fanden an der Position eine weit entfernte elliptische Galaxie, von der uns rund sechs Milliarden Lichtjahre trennen, ihre Rotverschiebung z beträgt 0,492. Damit hat man erstmals die Quelle eines FRB identifiziert.

Die Untersuchung des Ausbruchs mit der Bezeichnung FRB 150418 in unterschiedlichen Radiowellenlängen zeigte, dass das Signal bei hohen Frequenzen früher eintrifft als bei niedrigeren. Dies ist auf die Dispersion beim Durchgang der Radiowellen durch das ionisierte intergalaktische und interstellare Medium zurückzuführen. Da den Forschern der Abstand der Quelle bekannt war, konnten sie daraus ermitteln, wie dicht dieses Medium ist. Der daraus abgeleitete Wert passt gut zu den theoretischen Vorstellungen über die Menge an gewöhnlicher, baryonischer Materie zwischen den Galaxien.

Als Ursache für FRB 150418 vermuten die Forscher um Keane entweder einen heftigen Ausbruch auf einem Magnetar, also einem Neutronenstern, der von einem extrem starken Magnetfeld umgeben ist, oder die Kollision von zwei massereichen kompakten Objekten wie Neutronensternen oder Weißen Zwergen. Der Ausbruch setzte in den 0,8 Millisekunden 8 X 1031 Joule frei, das entspricht der Energieabstrahlung der Sonne von zwei Tagen. Daher besaß FRB 150418 eine Leistung von mindestens 1035 Watt.