Astronomen haben den bislang fernsten schnellen Radioblitz (Fast Radio Burst, FRB) bestätigt: einen millisekundenkurzen Ausbruch von Radioenergie, der seine Galaxie verließ, als das Universum erst etwa 3 Milliarden Jahre alt war, und der über 10 Milliarden Jahre bis zur Erde unterwegs war.

Der als FRB 20240304B katalogisierte Blitz wurde am 4. März 2024 vom MeerTRAP-Team mit dem MeerKAT-Radioteleskop in der südafrikanischen Karoo aufgefangen. Die Radiodaten allein legten eine außergewöhnliche Entfernung nahe, doch um sie zu beweisen, musste die Wirtsgalaxie gefunden werden — und kein erdgebundenes Teleskop konnte an dieser Position am Himmel etwas sehen. Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA löste das Problem: Sein Instrument NIRCam fand an den Koordinaten des Blitzes eine kleine Zwerggalaxie, NIRSpec maß eine Rotverschiebung von 2,148. Damit ereignete sich der Blitz rund 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall, etwa 80 Prozent der kosmischen Geschichte von uns entfernt.

"Die Wirtsgalaxie fällt in unserer gesamten Stichprobe auf. Und sie war definitiv nicht das, was wir erwartet hatten", sagte Ben Stappers von der University of Manchester, Mitautor der in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie.

Die meisten FRB-Wirtsgalaxien sind massereiche, wohlgeformte Sternenfabriken. Diese hier ist rund 1.000-mal masseärmer als erwartet. Sie bildet schnell Sterne — so schnell, dass die Mehrheit ihrer Sterne womöglich innerhalb von nur 30 Millionen Jahren entstanden ist, auf dem Höhepunkt des "kosmischen Mittags", als die Sternentstehung im Universum ihren Höhepunkt erreichte.

Dieses Detail ist wichtig für die alte Frage, was einen FRB erzeugt. Eine verbreitete Theorie beschreibt zwei Neutronensterne, die so lange umeinander kreisen, bis sie verschmelzen — ein Vorgang, der Milliarden Jahre dauern dürfte und FRBs damit in älteren Galaxien mit entwickelten Sternpopulationen erwarten ließe. Der andere führende Kandidat ist ein einzelner, stark magnetisierter junger Neutronenstern, ein Magnetar, der schon kurz nach der Supernova, die ihn erzeugte, Signale senden kann. Die hier gefundene junge, metallarme Zwerggalaxie passt weit besser zum Magnetar-Bild. "Unsere Arbeit legt nahe, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass dieser FRB durch eine Verschmelzung entstand", sagte die Erstautorin Manisha Caleb von der University of Sydney.

Der Blitz diente zugleich als Sonde des Raums dazwischen. "Ein schneller Radioblitz ist fast wie eine kosmische Taschenlampe. Er beleuchtet alles entlang des Weges", sagte Mitautor J. Xavier Prochaska von der UC Santa Cruz. Die Analyse des Signals brachte den Abdruck zweier Strukturen auf der Sichtlinie zutage: einer bislang unbekannten Galaxienhaufen-Struktur bei Rotverschiebung 0,3 in rund 3,5 Milliarden Lichtjahren Entfernung und des nahen Virgo-Haufens, etwa 54 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Seit 2007 wurden mehr als 10.000 FRBs registriert, die meisten werden einmal gesehen und nie wieder. Das Team schätzt, dass allein MeerKAT pro Jahr mehrere Blitze jenseits der Rotverschiebung 1 lokalisieren sollte und JWST für die Charakterisierung ihrer Wirtsgalaxien unverzichtbar sein wird — womit sich diese rätselhaften Blitze in Instrumente zur Kartierung der unsichtbaren Materie des Kosmos verwandeln.

Quellen