Onderzoekers hebben kosmische flitsen ontdekt op een hele verrassende plek in het heelal. En dat wijst mogelijk tevens op een hele verrassende bron.

Sinds de eerste snelle radioflitsen in 2007 werden ontdekt, proberen astronomen al grip op deze raadselachtige verschijnselen te krijgen. De meeste ontdekte mysterieuze radioflitsen kwamen echter vaak uit zulke verre uithoeken van het heelal, dat het lastig te achterhalen was waar ze precies door veroorzaakt werden. Totdat onderzoekers eind 2020 ineens op snelle radioflitsen stuitten die uit onze eigen Melkweg leken te komen. En nu hebben onderzoekers snelle radioflitsen op een nog kortere afstand van de aarde ontdekt, wat ons weer een stap dichter bij de oplossing van het mysterie brengt.

Snelle radioflitsen: hoe zat het ook alweer?
Snelle radioflitsen zijn onvoorspelbare, extreem korte maar enorme uitbarstingen in de ruimte. Tijdens deze uitbarstingen komt er in korte tijd een gigantische hoeveelheid energie vrij. Elke flits duurt slechts een duizendste van een seconde. Toch zendt elke flits evenveel energie uit als de zon in een dag afgeeft. De eerste snelle radioflits werd zoals gezegd in 2007 ontdekt. Sindsdien werden er, verspreid over het universum, nog veel meer snelle radioflitsen gevonden. De meeste bevinden zich op grote afstand van de aarde in sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand. Slechts enkele zijn dichterbij waargenomen.

Astronomen traceerden de repeterende uitbarstingen met behulp van 12 radiotelescopen in het Europese VLBI-netwerk (EVN) aan de rand van het nabijgelegen spiraalvormige sterrenstelsel Messier 81 (M 81), op ongeveer 12 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Een verrassende ontdekking. Want het is de dichtstbijzijnde bron van snelle radioflitsen die tot nu toe is gelokaliseerd.

Onverwacht
Bovendien hadden de onderzoekers niet op deze plek snelle radioflitsen verwacht. De locatie kwam namelijk precies overeen met de plek waar zich een bolvormige sterrenhoop bevindt, een dicht cluster van zeer oude sterren. “Het is verbazingwekkend om snelle radioflitsen te vinden in een bolvormige sterrenhoop,” aldus onderzoeker Franz Kirsten. “Dit is een plek in de ruimte waar je alleen oude sterren vindt. Verderop in het heelal zijn snelle radioflitsen gevonden op plaatsen waar sterren veel jonger zijn.”

Voorspeld, maar nog nooit waargenomen
Waar de snelle radioflitsen door worden veroorzaakt? De wetenschappers vermoeden dat de flitsen afkomstig zijn van een object dat wel voorspeld, maar nog nooit eerder waargenomen is. Zo zouden de repeterende uitbarstingen te herleiden zijn naar een magnetar die is gevormd nadat een witte dwergster onder zijn eigen gewicht is ingestort.

Magnetar
Het vermoeden dat snelle radioflitsen veroorzaakt worden door magnetars bestaat overigens al langer. Een magnetar is een vrij zeldzame soort neutronenster: een supercompact restant van ontplofte zware sterren. Maar de magnetar die de huidige radioflitsen mogelijk heeft veroorzaakt, is vrij uniek. Veel sterren in sterrenhopen vormen dubbelsterren. Enkele naderen elkaar zo dicht dat de ene ster materiaal van de andere aantrekt. Zodra een van de witte dwergen genoeg extra massa van zijn begeleider heeft opgevangen, eindigt de ster zijn leven als een neutronenster. “Dat komt zelden voor, maar in een cluster van oude sterren is het de eenvoudigste manier om snelle radioflitsen te veroorzaken,” veronderstelt onderzoeker Mohit Bhardwaj.

Bron van mysterieuze radiosignalen: een artistieke impressie van een magnetar in een cluster van oude sterren (in rood) dicht bij het spiraalstelsel Messier 81 (M81). Afbeelding: Daniëlle Futselaar

Hoewel de studie ons weer een stapje dichter bij het ontrafelen van de bron van snelle radioflitsen brengt, werpt het tegelijkertijd ook weer nieuwe raadsels op.

Flikkeren
Tot grote verrassing van het team waren sommige waargenomen flitsen korter dan verwacht. “De flitsen flikkerden in helderheid binnen slechts enkele tientallen nanoseconden,” vertelt onderzoeker Kenzie Nimmo. “Dat betekent dat ze afkomstig moeten zijn van een minuscuul volume in de ruimte, kleiner dan een voetbalveld en misschien maar tientallen meters in doorsnee.”

Het betekent dat er nog genoeg werk aan de winkel is om de mysterieuze en bizarre fenomenen beter te doorgronden. Toekomstige waarnemingen van de bolvormige sterrenhoop in M81 zullen bijvoorbeeld moeten uitwijzen of de bron echt een ongewone magnetar is of toch iets anders, zoals een ongewone pulsar of een zwart gat dat in een nauwe baan om een zware ster draait. “Deze snelle radioflitsen lijken ons nieuwe en onverwachte inzichten te geven in hoe sterren leven en sterven,” concludeert Nimmo. “Ze zouden ons net als supernova’s meer kunnen vertellen over de levensloop van sterren in het heelal.”