Waarschijnlijk waren ze getuige van de geboorte van een klein zwart gat of neutronenster.

In juni 2018 sloegen verschillende telescopen een schitterende, blauwe flits gade, afkomstig van een sterrenstelsel op 200 miljoen lichtjaar afstand. De krachtige uitbarsting – die ‘the Cow’ is genoemd – leek aanvankelijk een supernova, hoewel deze veel sneller én helderder was dan elke andere stellaire explosie die wetenschappers tot nu toe hebben gespot. Sindsdien staat de flits bekend als ‘een heldere, kortstondige gebeurtenis van mysterieuze oorsprong’. Maar nu, drie jaar later, denken astronomen eindelijk the Cow te kunnen verklaren.

Meer over the Cow
Wat the Cow zo bijzonder maakte, was de enorme helderheid van het object. Zo was het object 10 tot 100 keer helderder dan typische supernova’s. The Cow laaide op en verdween vervolgens net zo snel als dat ‘ie kwam. Binnen zestien dagen had het object al het grootste deel van zijn vermogen uitgestraald. En dat is erg ongebruikelijk. In het universum, waar sommige fenomenen miljoenen en miljarden jaren duren, is twee weken slechts een oogwenk.

Verschillende wetenschappers hebben al verwoede pogingen gewaagd om het mysterieuze vraagstuk op te lossen. En hoewel er al meerdere verklaringen zijn geopperd, bleken hier elke keer weer losse eindjes aan te zitten. In een nieuwe studie vroegen de onderzoekers zich af of er mogelijk belangrijke aanwijzingen te vinden zijn in röntgengegevens. “Het signaal was dichtbij en helder in röntgenstralen, wat mijn aandacht trok,” zegt onderzoeker Dheeraj Pasham.

Röntgenstralen
Het team analyseerde röntgengegevens die zijn verzameld door NASA’s Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), een röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation. NICER observeerde the Cow ongeveer vijf dagen na de eerste detectie door optische telescopen. Deze gegevens zijn vastgelegd in een openbaar beschikbaar archief, dat Pasham en zijn collega’s hebben gedownload en geanalyseerd.

‘The Cow’ gefotografeerd door het Sloan Digital Sky Survey in een sterrenstelsel op 200 miljoen lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld Hercules. Afbeelding: Sloan Digital Sky Survey via Wikimedia Commons

Pulsen
De onderzoekers ontdekten inderdaad naast een heldere optische flits, pulsen van hoogenergetische röntgenstralen. Het onderzoeksteam herleidde honderden miljoenen van dergelijke röntgenpulsen naar the Cow. En het lijkt erop dat deze pulsen zich als een uurwerk herhaalden: elke 4,4 milliseconden verscheen er één verspreid over een tijdspanne van 60 dagen. Op basis van de frequentie van de pulsen ontdekten de onderzoekers vervolgens dat de röntgenstralen afkomstig moeten zijn van een object van niet meer dan 1000 kilometer in doorsnee, met een massa kleiner dan 800 zonnen. In astrofysische termen gaat het in dat geval om een ‘compact’ object.

Klein zwart gat of neutronenster
Volgens de onderzoekers is het mysterie hiermee ontrafeld. Want het betekent dat the Cow waarschijnlijk het product is van een stervende ster die, toen hij instortte, het leven schonk aan een compact object: waarschijnlijk een klein zwart gat of neutronenster. Het pasgeboren object bleef omringend materiaal verslinden en verorberde de ster van binnenuit – een proces dat zorgde voor een enorme uitbarsting van energie.

Supernova
“We hebben waarschijnlijk de geboorte van een compact object in een supernova ontdekt,” zegt Pasham. “Dit gebeurt in normale supernova’s, maar we hebben het nog niet eerder gezien omdat het zo’n rommelig proces is. We vermoeden dat dit nieuwe bewijs het makkelijker maakt om baby-zwarte gaten of baby-neutronensterren te vinden.”

Het betekent dat astronomen eindelijk de mysterieuze, bizar heldere flits die in 2018 in de ruimte werd gespot hebben weten te duiden. Maar afgezien van het vaststellen van de bron van dit specifieke signaal, onderstreept Pasham dat het onderzoek ook aantoont dat röntgenanalyse een nieuw hulpmiddel kan zijn voor het bestuderen van compacte ‘baby’-objecten. “Nieuwe fenomenen zijn spannend omdat ze ook iets nieuws over het universum kunnen vertellen,” zegt Pasham. “We hebben nu laten zien dat we pulsaties in detail kunnen bestuderen, op een manier die optisch niet mogelijk is. Dit is dus een nieuwe methode om meer te weten te komen over pasgeboren compacte objecten.”