Seit 1988 blitzt alle 20 Minuten etwas im Weltraum auf – Ars Technica

Am Mittwoch gaben Forscher die Entdeckung eines neuen astronomischen Rätsels bekannt. Das neue Objekt, GPM J1839–10, verhält sich ein wenig wie ein Pulsar und sendet regelmäßig Funkenergiestöße aus. Aber die Physik, die Pulsare antreibt, bedeutet, dass sie aufhören zu emittieren, wenn sie zu sehr langsamer werden, und fast jeder Pulsar, den wir kennen, flackert mindestens einmal pro Minute.

GPM J1839–10 benötigt 21 Minuten zwischen den Impulsen. Wir haben keine Ahnung, welche Art von Physik oder was für ein Ding das antreiben kann.

anhaltend vorübergehend

GPM J1839–10 wurde entdeckt, als die galaktische Ebene nach vorübergehenden Objekten durchsucht wurde – etwas, das beim ersten Hinsehen nicht da ist, beim nächsten Mal aber auftaucht. Die typische Erklärung für ein transientes Objekt ist so etwas wie eine Supernova, bei der ein massives Ereignis die Helligkeit eines Objekts enorm steigert. Man findet sie am äußersten Ende des Funkspektrums, schnelle Funkstöße, aber sie sind auch sehr kurz und etwas schwer zu erkennen.

Auf jeden Fall tauchte GPM J1839–10 bei der Suche auf etwas ungewöhnliche Weise auf: Es tauchte in derselben Beobachtungsnacht zweimal als vorübergehendes Element auf. Anstatt wie ein schneller Funkstoß einen kurzen, massiven Energiestoß abzugeben, hatte GPM J1839-10 eine viel geringere Energie und war über 30 Sekunden verteilt.

Nachfolgende Beobachtungen zeigten, dass sich das Objekt regelmäßig in einer Schleife bewegte, mit einer periodischen Geschwindigkeit von etwa 1.320 Sekunden (besser bekannt als 22 Minuten). Es gibt ein Fenster von etwa 400 Sekunden, das um diesen periodischen Zeitraum zentriert ist, und eine Explosion kann überall innerhalb des Fensters auftreten und zwischen 30 und 300 Sekunden dauern. Während der Aktivität kann die Intensität von GPM J1839–10 variieren, wobei im Hauptsignal viele Unterausbrüche vorhanden sind. Gelegentlich passierte ein Fenster auch ohne Risse.

Untersuchungen anhand von Archivdaten haben gezeigt, dass bereits im Jahr 1988 an diesem Standort Signale erkannt wurden. Was auch immer sich aus diesem Signal ergibt, ist also nicht wirklich vorübergehend, in dem Sinne, dass das Phänomen, das diese Ausbrüche hervorruft, kein einmaliges Ereignis ist – es gerade passiert.

Die Liste der bekannten Objekte, die dieses Verhalten hervorrufen können, ist kurz und besteht aus genau null Elementen.

Für nichts geeignet

Das offensichtlichste Analogon von GPM J1839-10 ist ein Pulsar, ein sich schnell drehender magnetisierter Neutronenstern. Diese Objekte geben an ihren Magnetpolen Radioenergie ab, die möglicherweise nicht mit ihrer Rotationsachse ausgerichtet ist. Dadurch kann die Rotation des Sterns die Pole durch die Sichtlinie zur Erde bewegen und jedes Mal, wenn einer der Magnetpole auf die Erde ausgerichtet ist, die Visualisierung eines Radiowellenblitzes erzeugen.

Aber Pulsarblitze wiederholen sich schnell, mit einer Lücke zwischen ihnen, die etwa eine Minute bis Millisekunden beträgt. Noch wichtiger ist, dass die Physik die Lücke bestimmt er hat schnell sein. Das Magnetfeld, das die Radiowellen antreibt, wird durch die Rotation des Sterns erzeugt. Wenn es beginnt, sich zu langsam zu drehen, sinkt das Magnetfeld bis zu einem Punkt, an dem es keine nennenswerten Funkemissionen mehr erzeugen kann. Mit anderen Worten: Wenn es langsamer wird, wird es dunkel, weshalb wir bei keinem von ihnen mehr als eine Minute zwischen den Impulsen brauchen.

Dies schließt jedoch Neutronensterne nicht aus. Eine weitere Option, die sie einschließt, ist ein Magnetar, ein Neutronenstern mit einem intensiven Magnetfeld, der zu energiereichen Explosionen neigt. Aber diese Explosionen erzeugen auch energiereichere Photonen, und die Forscher untersuchten den Standort von GPM J1839-10 mit einem Röntgenteleskop und sahen nichts. Darüber hinaus geht man davon aus, dass sich Magnetare schneller drehen, als die 22-Minuten-Lücke vermuten lässt, sodass sie wahrscheinlich auch da draußen sind.

Eine weitere Alternative ist ein Weißer Zwerg mit einem ungewöhnlich starken Magnetfeld. Dies sind viel größere Objekte und daher dauert die Rotation viel länger als die eines Neutronensterns. Aber wir haben Tausende von ihnen in der Milchstraße beobachtet und so etwas noch nie gesehen. Nur einer weist periodische Emissionen auf und produziert viel weniger Energie als GPM J1839–10.

Selbst wenn wir die Liste der möglichen Quellen um andere Organismen erweitern, die wir nicht verstehen, bleiben wir immer noch zurück. Das gleiche Team hatte einige Jahre zuvor einen langsamen transienten Funksender, GLEAM-X J162759.5-523504.3, identifiziert. Aber es blieb etwa zwei Monate lang aktiv, bevor es aus dem Blickfeld verschwand – ein großer Unterschied zu den 25 Jahren, in denen GPM J1839–10 explodierte.

Was jetzt?

Angesichts der Tatsache, dass jede mögliche Erklärung schockierend ist, wohin gehen wir von hier aus? Die gute Nachricht ist, dass diese Dinge so schwer zu erkennen sein werden, dass wir möglicherweise vieles übersehen haben. Die schlechte Nachricht ist, dass sie immer noch schwer zu erkennen sein können. Die Länge des Splash – bis zu 300 Sekunden – und die Lücke zwischen den Bursts bedeuten, dass bei Noten mit kurzem Tempo wahrscheinlich die ganze Zeit etwas dort zu sehen ist oder es ganz übersehen wird.

Wir müssen die Geräte unbedingt eine halbe Stunde oder länger auf einen Raumbereich starren lassen und die Blicke in mehrere Belichtungen aufteilen, um sicherzustellen, dass wir ihn sowohl ein- als auch ausgeschaltet einfangen. Dies erfordert einen erheblichen Aufwand an der Hardware.

In der Zwischenzeit können wir den Standort von GPM J1839-10 eingrenzen, um herauszufinden, ob es dort draußen bei anderen Wellenlängen etwas Interessantes gibt. Da dies innerhalb der galaktischen Ebene liegt, wäre das auch eine Herausforderung.

Natur, 2023. DOI: 10.1038 / s41586-023-06202-5 (über DOIs).