Astrophysiker haben einen Katalog erstellt, um das Rätsel um schnelle Funkstöße zu lösen

Eines der verwirrendsten Rätsel der modernen Astrophysik ist das Wesen der Fast Radio Bursts, die 2007 entdeckt wurden. Dies sind scheinbar seltene, extrem helle Lichtblitze mit Radiowellenlängen. Sie dauern nur Millisekunden; Ursprung außerhalb unserer Galaxie, der Milchstraße; kommen aus Regionen mit enorm starken Magnetfeldern; und durchqueren Sie eine beträchtliche Menge Gas oder Staub, bevor Sie die Erde erreichen.

All diese Tatsachen lassen den Eindruck erwecken, dass Wissenschaftler über Fast Radio Bursts viel wissen. In Wirklichkeit tun wir das nicht. Obwohl wir wissen, dass sie nicht aus unserer Galaxie stammen, wissen wir nicht, wo genau sie herkommen. Wir wissen nicht, was sie verursacht. Und wir sind nicht sicher, ob sie als kosmologische Standards für die Messung der großräumigen Eigenschaften unseres Universums nützlich sein könnten.

Es wurden Dutzende von Theorien über Fast Radio Bursts vorgeschlagen. Einige entsprechen der Standardphysik. Andere sind exotischer, einschließlich kosmischer Strings - hypothetischer, eindimensionaler Strukturen, die im frühen Universum gebildet wurden - oder sogar eher bizarr: Eine Theorie besagt, dass Aliens dafür verantwortlich sind.

In einem Versuch, die Wahrheit über Fast Radio Bursts zu entdecken, haben wir einen Katalog erstellt, der jede Theorie sowie deren Vor- und Nachteile auflistet. Wissenschaftler aus der ganzen Welt können sich wiegen und neue Daten und Entdeckungen werden während des gesamten Prozesses hinzugefügt.

Einige dieser Daten werden aus Projekten auf dem afrikanischen Kontinent stammen, wie z. B. Wasserstoffintensität und Echtzeitanalyse (HIRAX), MeerKAT und das Square Kilometer Array (SKA), von denen erwartet wird, dass sie Tausende von Fast Radio Bursts entdecken und lokalisieren.

Diese Plattform wird viel Wissen produzieren. Es wird auch wertvolle Einblicke in die wissenschaftliche Soziologie geben, da internationale Forscher zusammenarbeiten und letztendlich, so hoffen wir, das akzeptabelste Modell identifizieren.

Eine Reihe von Theorien

Vielleicht, gerade weil sie so schwer fassbar sind, haben Fast Radio Bursts seit ihren Entdeckungen viel Aufmerksamkeit von Astronomen, Astrophysikern, Kosmologen und Physikern auf sich gezogen.

Dies sind die wichtigsten Theorien, die bisher entstanden sind.

• Fast Radio Bursts umfassen Arten von Neutronensternen, wie z. B. Pulsare (die sich schnell drehen) oder Magnetare (die stark magnetisiert sind). Dies sind wahrscheinlich die plausibelsten Theorien, da die intrinsischen und extrem großen Magnetfelder von Neutronensternen naturgemäß den Energiebedarf von Fast Radio Bursts erfüllen können.
• Das Verschmelzen astronomischer Körper (wie Schwarze Löcher, Neutronensterne und Weiße Zwerge) und ihr Zusammenbruch wurde als möglicher Ursprung für schnelle Funkstöße vorgeschlagen.

Bei solchen Prozessen werden in kurzen Zeiträumen enorme Mengen an Energie freigesetzt. Dies könnte möglicherweise Strahlung erzeugen, die Fast Radio Bursts ähnelt.

• Einige der exotischeren Modelle haben eine theoretischere Basis. Dabei handelt es sich um hypothetische Objekte wie Quarksterne (Quarks sind die subatomaren Partikel, die Neutronen und Protonen bilden), Axionsterne (Axionen sind extrem leichte, hypothetische, subatomare Partikel) und dunkle Materie: die hypothetische, unbeobachtete Materie, von der angenommen wird, dass sie verantwortlich ist 27 Prozent des gesamten Stoffgehalts des Universums.

• Eine andere ziemlich unwahrscheinliche Theorie besagt, dass Fast Radio Bursts blitzschnell auf Pulsaren wirken.

Und dann gibt es die Vermutung, dass Fast Radio Bursts Beweise für Ausländer sind. Es ist sicherlich die ungewöhnlichste der vorgeschlagenen Theorien, aber es kann noch nicht ausgeschlossen werden.

Obwohl es unwahrscheinlich ist, können Fast Radio Bursts Signale von einem Beacon sein, der von einer außerirdischen Zivilisation errichtet wurde, oder von leichten Segeln, die Photonen nutzen, um durch die Galaxie zu reisen.

Es gibt eine bemerkenswerte Variation in diesen Modellen, und es ist harte Arbeit, die Optionen einzuschränken und einen Konsens zu erzielen. Von den bisher vorgeschlagenen 50 Theorien oder Modellen wurden nur drei eliminiert. Dies hat uns veranlasst, den Katalog aufzustellen und die breitere wissenschaftliche Gemeinschaft zu engagieren.

Plattform für Debatten

Es ist keine leichte Aufgabe, Wissenschaftler dazu zu bringen, über Fast Radio Bursts miteinander zu reden. Das liegt daran, dass die betreffenden Wissenschaftler unterschiedliche Spezialisierungen haben und aus der ganzen Welt stammen.

Der Online-Katalog bietet eine geeignete und zugängliche Plattform für Diskussionen, Diskussionen und den Austausch von Wissen. Es gibt auch eine nachvollziehbare Geschichte, die uns die Möglichkeit bietet zu studieren, wie wir als Menschen zusammenarbeiten, um wissenschaftliche Probleme zu lösen - und wie dieser Prozess in der Zukunft möglicherweise optimiert werden kann.

Ein Teil unserer Motivation als theoretische Physiker war es, dieses Engagement zu entwickeln und in uns selbst zu tauchen. Die Probleme sind reich und das Wasser ist tief.

Die Daten zu Fast Radio Bursts beginnen jetzt zu fließen, dank der Spielveränderer wie MeerKAT und HIRAX. Sobald es ankommt, untersucht und Papiere veröffentlicht werden, können wir damit beginnen, Theorien auszuschließen und tiefer in praktikable Theorien zu graben. Innerhalb von fünf Jahren konnte dieses Rätsel gelöst werden.

Dieser Artikel wurde ursprünglich von Emma Platts und Amanda Weltman auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.