Mogelijk is de krachtigste gammaflits ooit waargenomen. Hij vond plaats op 2,4 miljard lichtjaar van de Aarde, wat relatief dichtbij is. Astronomen van over de hele wereld haastten zich om de nasleep ervan te onderzoeken. 

In de vroege ochtend van 14 oktober wisten astronomen met de Gemini-Zuid-telescoop in Chili de nasleep vast te leggen van een van de krachtigste explosies die ooit is geregistreerd. Het ging om gammaflits GRB221009A. De flits werd waarschijnlijk veroorzaakt door de explosie van een supernova waardoor een zwart gat gevormd werd.

Record verpulverd
De gigantische kosmische explosie is een van de dichtstbijzijnde en mogelijk krachtigste gammaflitsen ooit waargenomen. De GRB (gamma-ray burst) vond plaats in de Boogschutter-constellatie. Op 9 oktober wisten telescopen in de ruimte de gammaflits voor het eerst te detecteren. Daarop gingen twee teams met de Gemini-Zuid aan de slag om zo snel mogelijk de nagloed vast te leggen van deze unieke explosie.

“De uitzonderlijk lange GRB221009A is de helderste GRB ooit geregistreerd en zijn nagloed verplettert alle records op alle golflengtes”, aldus Brendan O’Connor van een van de twee onderzoeksteams. “Omdat deze explosie zo helder is en zo dichtbij denken we dat het een unieke kans is om enkele fundamentele vragen te kunnen beantwoorden omtrent deze explosies, van de vorming van zwarte gaten tot het testen van donkere materiemodellen.”

BOAT
Astronomen denken dat de gammaflits het gevolg is van de instorting van een gigantische ster, die vele malen meer massa heeft dan onze zon. Dat heeft geleid tot een extreem krachtige supernova, waardoor een zwart gat ontstond en we op aarde zelfs nog de nasleep konden waarnemen. “In ons team verwijzen we naar de gammaflits als ‘BOAT’, de Brightest Of All Time, omdat als je naar de gammaflitsen kijkt die telescopen sinds de jaren 90 hebben vastgelegd, deze een uitzondering vormt”, zegt collega Jillian Rastinejad. “Gemini’s gevoeligheid en zijn diverse instrumenten helpen ons om de optische tegenhangers van GRB221009A veel later te observeren dan de meeste andere telescopen op de grond kunnen waarnemen. Zo kunnen we achterhalen wat deze uitbarsting van gammastraling zo extreem helder en krachtig maakt.”

Als zwarte gaten zich vormen, stoten ze krachtige stralen met deeltjes uit die bijna net zo snel gaan als het licht. Deze jets zenden röntgen- en gammastralen uit terwijl ze de ruimte inschieten. Als deze stralen richting de Aarde gaan, kunnen wij ze zien als heldere gammaflitsen.

Unieke kans
Een gammaflits van de helderheid van GRB221009A zien we waarschijnlijk de komende decennia en misschien zelfs de komende eeuwen niet meer. Maar de gevolgen van deze flits houden wetenschappers nog jaren bezig door op zoek te gaan naar antwoord op vragen als: wat is het effect van storingen in de ionosfeer van de Aarde op de straling van de GRB221009A? En hoe kunnen de zeer krachtige 18 TeV-fotonen, die een Chinese telescoop waarnam, ons begrip van de natuurkunde omverwerpen door een reis van 2,4 miljard lichtjaar te overleven?

Deze gammaflits is vanwege zijn nabijheid tot de Aarde ook een unieke kans om de oorsprong van elementen die zwaarder zijn dan ijzer beter te begrijpen: komen ze enkel van botsende neutronensterren of ook van instortende sterren die GRB’s veroorzaken? “De Gemini-observaties maken het mogelijk om deze gebeurtenis ten volle te benutten en de zware elementen die gevormd zijn door de enorme sterinstorting te onderzoeken”, aldus O’Connor.

Gammaflitsen
Gammaflitsen of gamma-ray bursts zijn uitbarstingen van hoogenergetische gammastralen. Ze duren niet lang, enkele milliseconden tot hooguit enkele minuten. Korte gammaflitsen ontstaan waarschijnlijk door een botsing van twee neutronensterren, de lange gammaflitsen zijn het gevolg van een ingestorte supernova. Hoewel militaire kunstmanen al in de jaren 60 de eerste gammaflits ontdekten, lukte het pas in de jaren 90 met modernere ruimtetelescopen om echt onderzoek te doen en meer te weten te komen over de gammaflitsen.
Meer over het Gemini-observatorium
Het Gemini-observatorium bestaat uit twee grote spiegeltelescopen van elk 8,1 meter lang. Eentje staat op het noordelijk halfrond, de Gemini-Noord op een vulkaan op Hawaii. De andere staat op het zuidelijk halfrond, de Gemini-Zuid, op een berg in de Andes in Chili. Samen dekken ze, op het noordelijkste en zuidelijkste puntje na, de hele hemel. Het Gemini-observatorium is vanaf 2000 actief. Het was een gezamenlijk project van de VS, Canada, het VK, Chili, Argentinië, Brazilië en Australië. De bouw kostte naar schatting 184 miljoen dollar. Voor één nacht meten moet je 40.000 dollar afrekenen.

Foto: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B. O’Connor (UMD/GWU) & J. Rastinejad & W Fong (Northwestern Univ)