Oorsprong van ‘dakloze’ gammaflitsen ontdekt

Gieljan de Vries

28-07-2022 09:02:59

gammaflitsen

Gammaflitsen zijn de felste, snelste energieflitsen in het heelal, maar van een op de drie is de oorsprong onbekend. Deze promovendus wist te achterhalen waar zulke dakloze gammaflitsen ontstaan.

Elke dag komt er ergens aan de hemel in een à twee seconden evenveel energie vrij als de zon in haar hele leven uitzendt. Deze gammaflitsen zijn de felste lichtbronnen in het heelal, maar voor het blote oog onzichtbaar: alleen gespecialiseerde camera’s zien hun gloed van gammastraling.

Van een op de drie gammaflitsen kunnen sterrenkundigen alleen de bron niet achterhalen. Tot nu. Promovendus Brendan O’Connor van Universiteit van Maryland en George Washing heldert het raadsel op in het wetenschapsblad MNRAS. Volgens hem komt een deel van de raadselachtige gammaflitsen van tientallen miljarden lichtjaren ver, van sterrenstelsels die door de afstand bijna te zwak zijn om te zien. Zelfs met gespecialiseerde telescopen.

Lees ook:

gammaflitsen opvangen
Gemini North op de berg Maunakea op Hawaii, een van de gevoelige telescopen in dit onderzoek. © International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / J. Chu

Neutronensterren

Hóe snelle gammaflitsen ontstaan, is wel bekend. Dit gebeurt als twee loodzware neutronensterren op elkaar knallen en in een zwart gat veranderen. Zo’n botsing gaat met zoveel geweld gepaard, dat de uitgebrande reuzensterren heel kort de energie krijgen om talloze kernreacties aan te drijven. Daarbij komt een tomeloze vloed aan gammastraling vrij, en ontstaan allerlei zware elementen die zich tijdens geen enkel ander proces kunnen vormen, zoals goud, platina en thorium.

Waar gammaflitsen plaatsvinden, en wat er overblijft na zo’n explosie, is lastiger te beantwoorden. Sterrenkundigen hebben dan ook gespecialiseerde netwerken van telescopen die automatisch bijdraaien en beginnen te meten zodra er een gammaflits wordt gespot. Niet alleen de originele flits is interessant, ook het nagloeien van de restanten van de neutronensterren in de vorm van röntgenstraling en radiogolven verklapt een hoop over hoe een gammaflits verloopt.

Voor een op de drie snelle gammaflitsen (er zijn ook langere varianten die soms uren aanhouden) leverde dat onderzoek een nieuw raadsel op. Verse gammaflitsen leken uit de lege ruimte tussen de sterrenstelsels te komen, waar nauwelijks stof of gas zit – laat staan sterren die kunnen botsen. Moest de theorie op de schop?

Lichtzwak

Een mogelijke verklaring voor gammaflitsen zonder duidelijke oorsprong is dat de botsende neutronensterren weliswaar botsen in de leegte tussen sterrenstelsels, maar daar niet zijn ontstaan, schrijven O’Connor en zijn collega’s. Dat is mogelijk als een neutronenster een zet krijgt van de explosie waarbij hij ontstaat uit een uitgebrande ster. Een spannend idee, maar uit berekeningen bleek dat zulke lanceringen veel te weinig voorkomen om de ‘dakloze’ gammaflitsen te verklaren.

Een andere, minder spannende theorie bleek meer hout te snijden, zegt O’Connor in een persbericht. De gammaflitsen staan zo ver weg dat hun thuisstelsels door de afstand bijna onzichtbaar zijn. “We hebben daarna allerlei krachtige telescopen gebruikt om lange opnames van de gammaflitsen te maken. Zo konden we hun oorspronkelijke sterrenstelsels vinden, op een afstand van 8 tot 10 miljard lichtjaar van de aarde. Zonder onze gevoelige metingen zijn die compleet onzichtbaar.”

Door onderzoek aan gammaflitsen en hoe die ontstaan, hopen onderzoekers meer te leren over botsingen tussen neutronensterren. Die zijn niet alleen interessant voor fijnproevers: de elementen die tijdens zulke botsingen ontstaan, beïnvloeden weer hoe volgende generaties van sterren branden en hun materiaal de ruimte in slingeren.

Bronnen: MNRAS, NoirLab

Beeld: Als twee neutronensterren op elkaar botsen, komt er in een paar seconde meer energie vrij dan de zon in haar hele leven uitstraalt. © International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva.

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE






Meer Nieuws