Nieuwe waarnemingen geven astronomen belangrijke aanwijzingen over dit nog altijd raadselachtige verschijnsel. Zo blijkt er onder andere iets vreemds aan de hand te zijn met de jetstructuur.
Eind 2022 lichtte de nachtelijke hemel ineens ongekend helder op. Verschillende telescopen hadden de nasleep van een bijzonder krachtige gammaflits vastgelegd, die kort daarop tot GRB 221009A werd gedoopt. Al gauw bleek dat deze gammaflits ongehoord helder was – en misschien wel de helderste gammaflits is die sinds het begin van de menselijke beschaving is gezien. Vervolgstudies toonden zelfs aan dat GRB 221009A maar liefst 70 keer helderder was dan de vorige recordhouder. Hoewel wetenschappers nog altijd niet precies begrijpen wat deze extreme helderheid heeft veroorzaakt, hebben nieuwe waarnemingen met ruimteobservatorium NuSTAR nu wel tot nieuwe en interessante aanwijzingen geleid.
Gammaflitsen zijn de meest energierijke verschijnselen in het heelal, maar toch zijn ze onzichtbaar voor het menselijk oog. Het zijn eigenlijk niets meer dan heftige uitbarstingen van hoogenergetische gammastraling die enkele milliseconden tot enkele minuten duren. Alle bekende gammaflitsen zijn ontstaan in sterrenstelsel buiten onze Melkweg, maar ze zijn helder genoeg om ze op miljarden lichtjaren afstand gade te slaan. Hoewel wetenschappers nog steeds aan het uitzoeken zijn wat deze vluchtige gebeurtenissen precies veroorzaakt, weten we dat ze kunnen ontstaan wanneer twee neutronensterren botsen of een supermassieve ster ineenstort. De meeste gammaflitsen vinden plaats wanneer de kern van een ster die zwaarder is dan onze zon instort en in een zwart gat transformeert. Gammaflitsen kunnen ongekend helder zijn: zo geven ze in een paar minuten regelmatig evenveel energie vrij als onze zon in haar hele leven genereert.
GRB 221009A vond plaats op slechts twee miljard lichtjaar afstand. Toch kan dit niet volledig de ongekende helderheid van het object verklaren. “De flits was zoveel helderder en energierijker dan elke andere gammaflits die we tot nu toe hebben gezien,” zegt onderzoeker Brendan O’Connor.
Unieke vorm
Daarom besloten onderzoekers gegevens, verzameld met ruimteobservatorium NuSTAR, nader te bestuderen. En het lijkt erop dat de instortende ster die GRB 221009A veroorzaakte, stralen materie (de zogenoemde jets) in een vrij merkwaardige vorm heeft weggeslingerd. “Toen we de NuSTAR-gegevens analyseerden, zagen we een hele unieke jetstructuur,” legt O’Connor uit. “Dit was echt opwindend, omdat we de ster die de flits veroorzaakte, niet kunnen bestuderen – deze is ondertussen al verdwenen. Maar nu beschikken we wel over gegevens die ons aanwijzingen geven over hoe deze explodeerde.”
Compact
Net als andere gammaflitsen, had ook GRB 221009A een jet die uit de instortende ster wegstoof, alsof hij uit een brandslang de ruimte in werd geschoten. Wat dat betreft niets nieuws. Wat echter wel opvallend is, is dat jets normaliter heel compact zijn. Bovendien waagt zich vaak weinig tot geen strooilicht of materiaal zich buiten de smalle bundel. In feite zijn gammaflitsen doorgaans zo compact, dat de gammastraling alleen kan worden waargenomen wanneer hun jets bijna direct op de aarde zijn gericht. Maar in het geval van GRB 221009A had de jet een smalle kern met brede, schuin aflopende zijkanten.
Energie
En dat is nog niet eens het enige. Zo varieerde tevens de energie van het materiaal in GRB 221009A. In plaats van dat al het materiaal in de straal dezelfde hoeveelheid energie had – zoals een kogel die uit een geweer wordt geschoten – veranderde de energie van het materiaal met de afstand tot de kern van de jet. En dat is vreemd: dit is zelfs nog nooit eerder waargenomen.
Ster
Deze eigenaardige kenmerken geven voorzichtig wat informatie over de geëxplodeerde ster prijs. “We vermoeden dat in ieder geval één eigenschap van de ontplofte ster sterk varieerde,” stelt onderzoeker Eleonora Troja. “Denk aan de grootte, massa, dichtheid of het magnetische veld. Dat komt omdat de jet zich van de ster moet losmaken. Daarom kan de hoeveelheid weerstand die het ervaart, de kenmerken van de jet beïnvloeden.”
Hoewel het dus nog altijd raadselachtig is waarom GRB 221009A zo helder was, blijkt nu dat er met de gammaflits wel wat vreemds aan de hand was. Mogelijk hebben de fysieke eigenschappen van de ontplofte ster de uitbarsting op de één of andere manier beïnvloed. Maar de onderzoekers sluiten ook nog niet uit dat de extreme helderheid door iets heel anders kan worden verklaard. En dus is het laatste woord over de gammaflits nog niet gezegd. Vervolgonderzoek ligt alweer in het verschiet. “Er zijn meerdere röntgentelescopen actief in de ruimte, elk met verschillende sterktes,” zegt onderzoeker Daniel Stern. “Deze telescopen zouden astronomen verder kunnen helpen om deze mysterieuze kosmische objecten beter te begrijpen.”
