Telescopen spotten ‘misschien wel de helderste gammaflits sinds het begin van de menselijke beschaving’

Uit berekeningen blijkt dat de gammaflits gedurende enkele seconden ongeveer een gigawatt aan energie in de bovenste atmosfeer van de aarde heeft gebracht. Dat is het equivalent van de energieproductie van een aardse elektriciteitscentrale.

Afgelopen herfst waren astronomen getuigen van een bijzonder krachtige gammaflits. De flits werd GRB 221009A genoemd en vond plaats in de Boogschutter-constellatie. Ondertussen zijn we bijna een halfjaar verder en hebben onderzoekers de verzamelde gegevens grondig bestudeerd. En daaruit blijkt dat GRB 221009A weleens de helderste gammaflits ooit kan zijn geweest.

Meer over gammaflitsen
Gammaflitsen zijn de meest energierijke verschijnselen in het heelal. Het zijn eigenlijk niets meer dan heftige uitbarstingen van hoogenergetische gammastraling die enkele milliseconden tot enkele minuten duren. 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.

GRB 221009A werd voor het eerst op 9 oktober 2022 gedetecteerd, toen het Neil Gehrels Swift Observatory röntgenstraling opving. Astronomen vermoedden in eerste instantie dat de bron zich in onze Melkweg bevond, niet ver van het galactische centrum. Later bleek dat de uitbarsting toch in een verder weg gelegen sterrenstelsel had plaatsgevonden, dat zich toevallig net achter het onze bevindt. “De uitbarsting vond plaats op twee miljard lichtjaar afstand,” vertelt onderzoeker Daniele Bjørn Malesani, verbonden aan de de Radboud Universiteit. “Voor een gammaflits is dat overigens in onze achtertuin. Zo’n krachtige uitbarsting, zo dichtbij – dat is zeldzaam.”

Helderste ooit
Het feit dat de gammaflits op slechts twee miljard lichtjaar afstand plaatsvond, betekent dat hij uitzonderlijk helder was, zo staat beschreven in het vakblad Astrophysical Journal Letters. “Het verschil tussen een typische uitbarsting en deze is ongeveer hetzelfde als het verschil tussen de gloeilamp in je woonkamer en de schijnwerpers in een voetbalstadion,” zegt onderzoeker Andrew Levan. De heldere gammaflits verlichtte de Melkweg dan ook als nooit tevoren. Onderzoekers speculeren zelfs dat GRB 221009A misschien wel de helderste gammaflits sinds het begin van de menselijke beschaving is.


De Wide Field Camera 3 aan boord van ruimtetelescoop Hubble heeft de infrarode nagloeier (omcirkeld) van gammaflits GRB 221009A en zijn gaststerrenstelsel onthuld, te zien is als een streepje licht dat zich rechts boven de uitbarsting uitstrekt. Afbeelding: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (Radboud Universiteit); Beeldbewerking: Gladys Kober

Energie
Uit nieuwe berekeningen blijkt dat de gammaflits gedurende enkele seconden ongeveer een gigawatt aan energie in de bovenste atmosfeer van de aarde heeft gebracht. Dat is het equivalent van de energieproductie van een aardse elektriciteitscentrale. “Er werd zoveel gamma- en röntgenstraling uitgezonden dat de ionosfeer van de aarde erdoor werd geprikkeld,” aldus ESA-wetenschapper Erik Kuulkers. Een gammaflits van de helderheid van GRB 221009A zien we waarschijnlijk de komende eeuwen – en misschien zelfs de komende millennia niet meer. Statistisch gezien komt een dergelijk heldere gammaflits slechts eenmaal in de vele duizenden jaren voor.

Stofwolken
Met behulp van verschillende instrumenten hebben onderzoekers de kosmische uitbarsting bestudeerd. Wetenschappers hoopten zo meer te weten te komen over hoe de oorspronkelijke explosie heeft plaatsgevonden én hoe de straling op zijn reis door de ruimte heeft ingewerkt op andere materie. En over dat laatste kunnen onderzoekers nu meer vertellen. Zo blijkt de straling ongeveer twee miljard jaar door de intergalactische ruimte te hebben gereisd voordat het de Melkweg binnenkwam. Ongeveer 60.000 jaar geleden kwam de straling de eerste stofwolk tegen en ongeveer 1000 jaar geleden de laatste. Telkens wanneer de röntgenstraling een stofwolk tegenkwam, verstrooide deze een deel van de straling, waardoor concentrische ringen ontstonden die zich naar buiten leken uit te breiden. De XMM-Newton-satelliet van de Europese Ruimtevaartorganisatie heeft deze ringen enkele dagen na de gammaflits waargenomen. De dichtstbijzijnde wolken leverden de grootste ringen op, simpelweg doordat ze door het perspectief groter lijken.

Mysterie
De gamma- en röntgenstraling van de uitbarsting geven dus nieuw inzicht in de manier waarop straalstromen met materiaal worden versneld en zelfs twintig stofwolken in ons sterrenstelsel hebben verlicht. Toch zijn nog niet alle mysteries ontrafeld. Wat onderzoekers namelijk nog niet weten, is welk object explodeerde en de gammaflits veroorzaakte. Verondersteld werd dat de flits werd veroorzaakt door de explosie van een supernova. Maar toen astronomen met behulp van de krachtige James Webb-telescoop de nasleep van de explosie onderzochten, vonden ze niets: de overblijfselen van de ontplofte ster die de gammaflits veroorzaakte, lijken spoorloos verdwenen. “Dat is vreemd,” zegt onderzoeker Andrew Levan. “Het is dan ook nog niet helemaal duidelijk wat dit betekent. Het zou kunnen dat de ster zo zwaar was dat na de eerste explosie meteen een zwart gat is ontstaan. Dat zou het materiaal dat normaal gesproken de gaswolk zou vormen, die bekend staat als een supernovarestant, kunnen hebben opgeslokt.”

De komende tijd zullen de onderzoekers blijven zoeken naar de overblijfselen van de ontplofte ster. En niet alleen om erachter te komen hoe GRB 221009A het levenslicht zag. Deze gammaflits biedt vanwege zijn nabijheid namelijk ook een unieke kans om de oorsprong van elementen die zwaarder zijn dan ijzer beter te begrijpen. Zo vermoeden astronomen dat zware elementen zoals goud niet alleen door botsende neutronensterren ontstaan, maar mogelijk ook door instortende sterren die gammastralen uitzenden, worden weggeslingerd. En die theorie hopen ze nu door GRB 221009A beter te bestuderen, te bevestigen of te ontkrachten. De gegevens van deze zeldzame gebeurtenis kunnen dan ook bijdragen aan een beter begrip van de kolossale explosies die de uitbarstingen van gammastraling veroorzaken.

Bronmateriaal

"Helderste gammaflits ooit verlicht de Melkweg als nooit tevoren" - Astronomie.nl
Afbeelding bovenaan dit artikel: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (Radboud Universiteit); Beeldbewerking: Gladys Kober

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd