Kæmpe gåde er løst: Forskere finder kilden til mystisk radiosignal fra rummet
Korte, kraftige radioglimt fra rummet har mystificeret forskere i mere end et årti. For første gang har vi nu beviser på, hvad der skaber dem.

For første gang har forskere opfanget et kort radioglimt, som stammer fra vores egen galakse Mælkevejen. Radioglimtet er udsendt af en magnetar - en særlig slags stjerne med et voldsomt magnetfelt. (Tegning af magnetar: ESO/L. Calçada)

For første gang har forskere opfanget et kort radioglimt, som stammer fra vores egen galakse Mælkevejen. Radioglimtet er udsendt af en magnetar - en særlig slags stjerne med et voldsomt magnetfelt. (Tegning af magnetar: ESO/L. Calçada)

Astronomer har længe været på jagt efter en forklaring på et gådefuldt fænomen, som blev opdaget i 2007.

Der er tale om meget kraftige og helt kortvarige udbrud af radiobølger – kendt som korte radioglimt eller på engelsk Fast Radio Bursts (FRB) – og de kommer rejsende hertil fra rummet.

Nu har forskere opfanget et radioglimt, hvor de for første gang kan fastslå med stor sandsynlighed, hvad der har skabt signalet – og nej, det er ikke aliens, sådan som nogle spekulanter i internettets afkroge har påstået gennem tiden.

Derimod ser radioglimtet ud til at stamme fra en helt særlig slags stjerne, en såkaldt magnetar.

»Det er et vigtigt fremskridt for vores forståelse af fænomenet. Det er første gang, man har fundet et radioglimt, som stammer fra vores egen galakse Mælkevejen, og samtidig er det første gang, man kan sige, hvad der har produceret det,« fortæller Johan Fynbo, som er professor ved Cosmic Dawn Center på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Den nye opdagelse er gjort af flere forskellige teleskoper og internationale forskergrupper, og forskningen er netop offentliggjort i fire forskellige artikler i det videnskabelige tidsskrift Nature.

En mystisk opdagelse

Mystikken omkring de korte radioglimt har hersket, fra allerførste gang et radioglimt blev opdaget af et australsk radioteleskop i 2007.

I første omgang var man i tvivl, om det ekstremt kortvarige signal virkelig stammede fra rummet, eller om teleskopet måske fejlagtigt kunne have opfanget signaler fra en mikrobølgeovn eller lignende.

Sidenhen blev flere korte radioglimt imidlertid opdaget, men hidtil har alle andre radioglimt tilsyneladende rejst hertil fra andre galakser – i 2018 kunne man eksempelvis lokalisere et radioglimt til at stamme fra et ekstremt miljø i en fjern galakse.

Men det nye radioglimt, kaldet FRB 200428, stammer altså fra vores egen galakse Mælkevejen. Fra et særligt område, hvor vi ved, at der findes en magnetar – et »vanvittig ekstremt objekt,« som Johan Fynbo formulerer det.

»En magnetar er en type af neutronstjerner. Og neutronstjerner er nogle helt ufattelig sammenpressede og tunge objekter, som er meget langt fra noget andet, vi kender til. De består af kernen fra en meget tung stjerne, som er kollapset,« forklarer Johan Fynbo, som ikke har været en del af de nye studier.

Ordbog:

Korte radioglimt (Fast Radio Bursts)  er udbrud af radiobølger, som kun varer meget kortvarigt – tusindedele af et sekund – men radiobølgerne er til gengæld meget kraftige.

En neutronstjerne er resterne af en tung stjerne, som er eksploderet. Den består af stjernens kerne, som er ekstremt tætpakket og tung.

En magnetar er en undergruppe af neutronstjerner, som har et ekstremt stærkt magnetfelt, og som roterer om sig selv.

En ’soft gamma repeater’ er en magnetar, som udsender gentagne udbrud af gamma- og røntgenstråling.

Både gammastråler, røntgenstråler og radiobølger består af elektromagnetisk stråling. De tre typer af stråling har blot vidt forskellige bølgelængder. Radiobølger har meget lange bølger, mens gamma- og røntgenstråler har meget korte og energirige bølger.

Kilde: Johan Fynbo mm.

Et ekstremt magnetfelt

Neutronstjerner er altså ekstremt tætte og tunge objekter. Og nogle af dem – magnetarerne - har et ekstremt stærkt magnetfelt.

»Man kender et magnetfelt fra magneterne på køleskabet derhjemme. Jorden og Solen har for eksempel også et magnetfelt. Men hvis et magnetfelt bliver mast sammen, bliver det enormt meget stærkere. Og hos en magnetar er magnetfeltet altså mast sammen på meget lidt plads,« forklarer Johan Fynbo og fortsætter:

»Så en magnetar er altså et helt afsindig tæt objekt med et vanvittig kraftigt magnetfelt. Og magnetaren står hele tiden og roterer om sig selv.«

Bekræfter mistanke

Flere forskere havde i forvejen en stærk mistanke om, at magnetarer kunne stå bag udsendelsen af korte radioglimt.

Den amerikanske astronom Brian Metzger fra Columbia University har faktisk opstillet en teoretisk model, som beskriver, hvordan en magnetar kan give anledning til korte radioglimt.

»Mange teorier om korte radioglimt har kredset om neutronstjerner, og en af de førende teorier har været, at korte radioglimt stammer fra magnetarer. Men hidtil har vi bare ikke haft nogen observationer, som kunne bakke op om teorien,« siger Johan Fynbo.

»Men selvom vi nu kan sige, at dette radioglimt stammer fra en magnetar, så kan vi jo ikke være sikre på, at alle radioglimt bliver skabt af magnetarer,« understreger han.

Detektivarbejde

Den nye opdagelse har været længe undervejs og har krævet et kæmpe detektivarbejde.

Mystikken om korte radioglimt fik ekstra næring i 2017, da professor Avi Loeb fra det anerkendte Harvard Universitet i USA udsendte et studie, hvor han teoretiserede over mulighederne for, at radioglimt kunne være udsendt af intelligent liv med mere avanceret teknologi end vores teknologi på Jorden.  Nu kan alien-spekulanterne (desværre) godt pakke sammen. (Illustration: Bighead)

Historien tog sin begyndelse, da to teleskoper, som flyver rundt i rummet – rumteleskoperne Swift og Fermi – begge opfangede nogle udbrud af røntgen- og gammastråling 27. april 2020.

De kraftige udbrud af stråling stammede fra en kendt magnetar (kaldet SGR 1935+2154).

Den findes nær stjernebilledet Ræven, som udgøres af stjerner i Mælkevejen.

Den næstfølgende dag opfangede to andre teleskoper – radioteleskoperne CHIME og STARE2 – et kort radioglimt, som kom fra samme område i Mælkevejen som udbruddene af røntgen- og gammastråling.

Nogle dage senere omtalte vi faktisk opdagelsen af det korte radioglimt på Videnskab.dk, men på det tidspunkt var der fortsat en række usikkerheder omkring opdagelsen.

Kraftig stråling

Sidenhen har forskerne gennemtjekket og sammenlignet deres data, og spørger man Johan Fynbo, ser de nye studier overbevisende ud.

Han hæfter sig blandt andet ved, at et særligt mål, kaldet dispersionsmålet, stemmer overens med, at radioglimtet stammer fra Mælkevejen.

»Det er et mål, som kan fortælle, hvor langt væk radioglimtet kommer fra. Forskellige bølgelængder kommer frem på forskellige tidspunkter – og jo længere de rejser, des større bliver dispersionsmålet. I det her tilfælde er der et lille dispersionsmål, og det passer med, at radioglimtet stammer fra Mælkevejen,« forklarer Johan Fynbo.

Magnetaren, som har skabt radioglimtet, er kendt som en ’soft gamma repeater’, hvilket betyder, at den med mellemrum udsender store udbrud af gammastråler og røntgenstråler.

Det canadiske teleskop Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) har opsnappet flere korte radioglimt gennem tiden. CHIME var også det første teleskop, som offentliggjorde opdagelsen af det nye radioglimt (FRB 200428), men opdagelsen blev bekræftet og suppleret af en række andre teleskoper. (Foto: Andre Renard / CHIME Collaboration)

Stadig uvished

Selvom vi nu ved, at magnetarer kan være ophav til korte radioglimt, kan vi ikke være sikre på, at alle korte radioglimt stammer fra magnetarer.

Andre mekanismer kan også være på spil.

Det nye fund »tyder på, at magnetarer kan producere i hvert fald nogle og formentlig alle korte radioglimt. Andre mekanismer, der kan producere korte radioglimt, er ikke nødvendige (for at forklare fænomenet, red.), men heller ikke usandsynlige,« skriver Bing Zhang, fysikprofessor ved University of Nevada i USA i en opsamling i Nature.

Endnu et glimt

Magnetaren (SGR 1935+2154) udsendte netop en række udbrud af røntgen- og gammastråler i dagene omkring det korte radioglimt i april, og flere forskellige teleskoper opfangede signalerne.

Et stort radioteleskop i Kina (FAST-teleskopet) opdagede også endnu et kort radioglimt to dage efter, at det første radioglimt (FRB 200428) blev opdaget.

Dette radioglimt kom fra præcis samme område som FRB 200428 – området hvor magnetaren befinder sig.

I en kommentar i Nature skriver to forskere, at den nye opdagelse bringer »meget tiltrængt evidens på banen,« som viser, at magnetarer ikke alene er kilden til FRB 200428, men måske også til andre korte radioglimt fra fjerne galakser.

»Det spændende er, at der er flere mekanismer, hvormed magnetarer kan skabe korte radioglimt. Hver af dem har tydelige fingeraftryk i observationer. De nye resultater åbner således op for en række spændende problemer at udforske,« skriver forskerne Amanda Weltman og Anthony Walters i en kommentar i Nature.

Flere nyheder på vej?

Med andre ord er vi altså ikke fuldstændig sikre på, hvordan de korte radioglimt bliver skabt på magnetarerne. Men nu ved vi i det mindste, at magnetarer kan give anledning til korte radioglimt.

»Spørgsmålet er, hvordan det foregår – og hvorfor bliver der ikke udsendt korte radioglimt, hver eneste gang magnetaren udsender gammastråling? Der må ske et eller andet ekstremt på magnetaren, før der også udsendes et kort radioglimt. Vi bliver sikkert klogere på, hvad det er for en mekanisme i de kommende år,« siger Johan Fynbo.

Han påpeger, at vi nu ved, at vi kan rette blikket og vores teleskoper mod magnetarer – særligt ’soft gamma repeaters’ – når vi vil lære mere om korte radioglimt.

»Det åbner op for en masse spændende fremtidige studier, og jeg tror, at vi inden længe vil få flere nyheder på området. Vi kender i forvejen en del ’soft gamma repeaters’. Nu kan vi holde øje med dem og tjekke, om der kommer nye radioglimt,« slutter Johan Fynbo.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om astronautens foto af polarlys, som du kan se herunder.