Volgens onderzoekers zou er zomaar eens een verband kunnen bestaan tussen twee van de meest mysterieuze fenomenen in de astronomie. Als dit wordt bevestigd, zou dit werkelijk baanbrekend zijn.
Snelle radioflitsen en zwaartekrachtsgolven zijn twee van de meest mysterieuze kosmische fenomenen die de afgelopen twee decennia zijn bestudeerd. Nog altijd breken onderzoekers zich het hoofd over hoe snelle radioflitsen ontstaan. Bovendien beginnen astronomen nu pas langzaam maar zeker de aard van de objecten die zwaartekrachtsgolven uitzenden, te begrijpen. Deze twee kosmische fenomenen werden tot voor kort als twee verschillende verschijnselen gezien. Maar misschien is dat wel helemaal verkeerd. Want volgens een nieuwe studie bestaat er mogelijk een onbekend verband – en dat verklaart misschien ook wel hoe snelle radioflitsen het levenslicht zien.
Snelle radioflitsen
Om dit goed te begrijpen, moeten we eerst even wat dieper ingaan op wat snelle radioflitsen zijn. Snelle radioflitsen (ook wel Fast Radio Burst of kortweg FRB genoemd) zijn onvoorspelbare, maar heel krachtige pulsen radiostraling. Heel concreet gaat het vaak om uitbarstingen waarbij in 1 milliseconde tijd meer energie vrijkomt dan onze zon in 80 jaar genereert. Snelle radioflitsen zijn er in twee ‘smaakjes’: er zijn eenmalige en repeterende radioflitsen. Onduidelijk is nog of deze twee ‘typen’ radioflitsen dezelfde oorsprong hebben of in feite twee totaal verschillende verschijnselen zijn.
Zwaartekrachtsgolven
Zwaartekrachtsgolven zijn kort gezegd rimpelingen van de ruimtetijd. Die ruimtetijd kun je het beste voorstellen als een vrij strak gespannen laken. Planeten en sterren liggen als ballen op dit laken, waardoor de ruimtetijd lokaal gekromd is. Ondertussen zijn er ook nog golven die door de ruimtetijd reizen: zwaartekrachtsgolven. Deze golven ontstaan tijdens extreme gebeurtenissen, zoals het fuseren van zwarte gaten of neutronensterren.
Vreemde gebeurtenis
Nadat onderzoekers archiefgegevens hadden doorgespit, ontdekten ze dat er op 25 april 2019 iets vreemds was gebeurd. Op die dag smolten twee neutronensterren samen, waarbij zwaartekrachtsgolven werden uitgezonden. De samensmelting van de neutronensterren werd GW190425 genoemd en was de tweede gebeurtenis in zijn soort die door detectoren was opgepikt. Slechts 2,5 uur later ontstond er op dezelfde afstand en in precies hetzelfde deel van de hemel de snelle radioflits FRB 20190425A.
Toeval… of niet?
Dat beide gebeurtenissen vrijwel gelijktijdig, op dezelfde afstand en in precies hetzelfde deel van de nachtelijke hemel plaatsvonden, kan natuurlijk toeval zijn. Maar misschien is dit wel dé doorbraak waar we al lang op wachten. Zo lijkt dit erop te wijzen dat snelle radioflitsen mogelijk worden gevormd als gevolg van zwaartekrachtsgolven, die worden gegeneerd door botsende neutronensterren. Indien bevestigd, zou de correlatie tussen de twee verschijnselen deels het mysterie kunnen ontrafelen over hoe snelle radioflitsen ontstaan.
Magnetars
Overigens is dit mogelijke verband niet geheel onverwacht. Al enige tijd vermoeden wetenschappers namelijk dat snelle radioflitsen afkomstig zijn van magnetars; sterk gemagnetiseerde neutronensterren. “Een mogelijkheid is dat de fusie van neutronensterren een snel ronddraaiende massieve neutronenster achterlaat,” legt onderzoeker Bing Zhang uit. “De neutronenster stort uiteindelijk in en vormt een zwart gat nadat hij zijn magnetosfeer heeft weggeworpen – en daarbij creëert het mogelijk een snelle radioflits.”
Speculatie
Toch bleef dit vooralsnog bij speculatie. Nog nooit is het veronderstelde verband tussen fusies van neutronensterren en snelle radioflitsen rechtstreeks waargenomen. Tot nu. Want de gebeurtenis op 25 april 2019 doet sterk vermoeden dat de twee mysterieuze fenomenen inderdaad iets met elkaar te maken hebben. “Dit is buitengewoon opwindend,” zegt onderzoeker Alexandra Moroianu. “Het gaat zeker helpen bij het ontrafelen van een deel van het mysterie rond snelle radio-uitbarstingen, zoals waarom herhalende en niet-herhalende uitbarstingen verschillende eigenschappen vertonen.”
Meer waarnemingen
Hoewel de ontdekking bemoedigend is, waarschuwt Zhang dat verdere observaties nodig zijn om de correlatie te bevestigen. “Op dit moment zou ik het verband nog niet sluitend noemen,” zegt hij. Daarvoor zijn er eerst nog veel meer waarnemingen nodig. Maar met nieuwe, krachtigere instrumenten onderweg, is het zeker niet onwaarschijnlijk dat er meer gelijktijdige fusies van neutronensterren en radioflitsen worden ontdekt. “Met meer gegevens kunnen we uiteindelijk testen of er daadwerkelijk een verband bestaat,” aldus Zhang.
Als dit het geval is, zal dit niet alleen definitief kunnen verklaren hoe raadselachtige snelle radioflitsen het levenslicht zien. Het zal ook onze kennis over de massa van neutronensterren verder uitbreiden. “De nucleaire materie moet dan wel bij zeer hoge dichtheden erg ‘stijf’ zijn,” zegt Zhang. “Dit betekent dat neutronensterren soms bijzonder veel massa hebben. Sterker nog, de maximale massa van neutronensterren is misschien wel veel groter dan gedacht.”
