Eines der verblüffendsten Rätsel der modernen Astrophysik ist die Natur schneller Radioblitze, die 2007 entdeckt wurden. Dies sind scheinbar seltene, extrem helle Lichtblitze mit Radiowellenlängen. Sie dauern nur Millisekunden; stammen außerhalb unserer Galaxie, der Milchstraße; kommen aus Regionen mit enorm starken Magnetfeldern; und passieren Sie eine erhebliche Menge Gas oder Staub, bevor Sie die Erde erreichen.

All diese Fakten mögen es so klingen lassen, als wüssten Wissenschaftler viel über schnelle Radioausbrüche. Obwohl wir zum Beispiel wissen, dass sie nicht aus unserer Galaxie stammen, wissen wir nicht, woher sie genau kommen. Wir wissen nicht, was sie verursacht. Und wir sind uns nicht sicher, ob sie als kosmologische Standards nützlich sein könnten, um die großräumigen Eigenschaften unseres Universums zu messen.

Dutzende Theorien über schnelle Radioausbrüche wurden vorgeschlagen. Einige entsprechen der Standardphysik. Andere sind exotischer, darunter kosmische Strings – hypothetische, eindimensionale Strukturen, die im frühen Universum entstanden sind – oder sogar ziemlich bizarr: Eine Theorie legt nahe, dass Außerirdische dafür verantwortlich sind.

Nun, in einem Versuch, die Wahrheit über schnelle Radio-Bursts zu entdecken, haben wir einen Katalog erstellt, der jede Theorie zusammen mit ihren Vor- und Nachteilen auflistet. Wissenschaftler aus der ganzen Welt können sich einbringen, und während des gesamten Prozesses werden neue Daten und Entdeckungen hinzugefügt.

Einige dieser Daten werden von Projekten auf dem afrikanischen Kontinent stammen, wie dem Hydrogen Intensity and Real-time Analysis eXperient (HIRAX), MeerKAT und dem Square Kilometre Array (SKA), die Tausende von schnellen Radioausbrüchen entdecken und lokalisieren sollen.

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

Eine Reihe von Theorien

Vielleicht gerade weil sie so schwer fassbar sind, haben schnelle Radioausbrüche in den Jahren seit ihrer Entdeckung viel Aufmerksamkeit von Astronomen, Astrophysikern, Kosmologen und Physikern erhalten.

Dies sind die wichtigsten Theorien, die bisher aufgetaucht sind.

• Bei schnellen Radioausbrüchen handelt es sich um Arten von Neutronensternen wie 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 den Energiebedarf für schnelle Radioblitze auf natürliche Weise erfüllen können.

• Die Verschmelzung astronomischer Körper (wie Schwarze Löcher, Neutronensterne und weiße Zwerge) und deren Kollaps wurden als möglicher Ursprung für schnelle Radioausbrüche vorgeschlagen.

Bei solchen Prozessen werden über kurze Zeiträume enorme Energiemengen freigesetzt. Dies könnte möglicherweise Strahlung erzeugen, die schnellen Radioausbrüchen ähnelt.

• einige der exotischeren Modelle haben eine theoretischere Grundlage. Sie beinhalten hypothetische Objekte wie Quarksterne (Quarks sind die subatomaren Teilchen, die Neutronen und Protonen bilden), Axionsterne (Axionen sind extrem leichte, hypothetische subatomare Teilchen) und dunkle Materie: die hypothetische, unbeobachtete Materie, von der angenommen wird, dass sie 27% des gesamten Materiegehalts des Universums ausmacht.

• Eine andere ziemlich unwahrscheinliche Theorie ist, dass schnelle Radioausbrüche Blitze sind, die auf Pulsare treffen.

Und dann gibt es den Vorschlag, dass schnelle Radioausbrüche Beweise für Außerirdische sind. Es ist sicherlich die ungewöhnlichste der vorgeschlagenen Theorien, aber es kann noch nicht als Möglichkeit ausgeschlossen werden.

Obwohl es unwahrscheinlich ist, können schnelle Funkstöße Signale von einem Leuchtfeuer sein, das von einer außerirdischen Zivilisation aufgestellt wurde, oder vielleicht von Lichtsegeln, die Photonen nutzen, um durch die Galaxie zu reisen.

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

Diskussionsplattform

Es ist keine leichte Aufgabe, Wissenschaftler dazu zu bringen, über schnelle Radioausbrüche miteinander zu sprechen. Denn die Wissenschaftler haben unterschiedliche Spezialisierungen und kommen aus der ganzen Welt.

Der Online-Katalog bietet eine geeignete und zugängliche Plattform für Diskussion, Diskussion und Wissensaustausch. Es gibt auch eine nachvollziehbare Geschichte, die uns die Möglichkeit bietet, zu untersuchen, wie wir als Menschen zusammenarbeiten, um wissenschaftliche Probleme zu lösen – und vielleicht, wie dieser Prozess in Zukunft optimiert werden kann.

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

Daten über schnelle Radio-Bursts beginnen jetzt einzuströmen, dank solcher Game-Changer wie MeerKAT und HIRAX. Wenn es ankommt, untersucht und Papiere veröffentlicht werden, werden wir in der Lage sein, Theorien auszuschließen und tiefer in tragfähige Theorien einzutauchen. Innerhalb von fünf Jahren konnte dieses Rätsel gelöst werden.