Kæmpe gåde er løst: Forskere finder kilden til mystisk radiosignal fra rummet

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.

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.«

\ Læs mere

Neutronstjerner udspyr guld, jod og det halve periodiske system

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.

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.

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.

\ Læs mere

Mystiske radioglimt hjælper forskere med at finde universets manglende stof

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.

\ Læs mere

Astronomer har opdaget otte nye mystiske radioglimt fra rummet

\ Læs mere

Mystiske radioglimt stammer fra ekstremt miljø i fjern galakse

\ Læs mere

Astronomer har observeret de to største gammaglimt, som nogensinde er registreret