05-07-2013
Mysterieuze radioflitsen uit het heelalTweehonderd keer per dag
Iets in het heelal produceert enorme radioflitsen, die van miljarden lichtjaren afstand zichtbaar zijn. Maar wat is het? Een supernova die een neutronenster opslokt?
![radioburst.JPG]()
© Science
De vier onverklaarde piekjes waar het allemaal om draait.
Vier piekjes in vier bibberige grafieklijntjes. Meer is soms niet nodig om het toptijdschrift Science te halen. Australische en Britse astronomen hebben met de Parkes radiotelescoop in Australië een nieuw type radiouitbarstingen in het heelal geïdentificeerd. Ze duren maar een paar milliseconden, en herhalen zich nooit op dezelfde plek aan de hemel.
Uit het feit dat er in korte tijd vier ontdekt zijn met deze ene radiotelescoop, leiden de onderzoekers af dat dagelijks ruim tweehonderd van deze uitbarstingen aan de hemel detecteerbaar zijn.
In 2007 is waarschijnlijk voor het eerst een uitbarsting van dit type waargenomen, de Lorimer burst. Maar een waarneming die enig in zijn soort is, wordt door wetenschappers altijd met gezond wantrouwen bejegend.
Neutronenster
Knipperende radiobronnen in het heelal, dat is al geruime tijd een bloeiende tak van onderzoek in de astronomie. Dit zijn zogeheten pulsars, razendsnel rondtollende neutronensterren. Een neutronenster is het super compacte overblijfsel van een zware ster na een supernova-explosie. Daarvan zijn er al tweeduizend bekend, maar bijna allemaal binnen ons eigen Melkwegstelsel, op afstanden van maximaal een paar honderdduizend lichtjaar.
Ook allang bekend zijn continue, diffuse bronnen van radiostraling. Zo'n bron kan het overblijfsel zijn van een recente supernova-explosie (bijvoorbeeld de bekende Krab-nevel) in ons Melkwestelsel, of deze radiostraling wordt geproduceerd door enorme gaswolken rond andere sterrenstelsels, op miljoenen tot miljarden lichtjaren afstand.
Ook al bekend waren eenmalige flitsen van gammastraling met een enorme energie, die ontstaan wanneer uit een extreem zware supernova-explosie een zwart gat ontstaat.
Magnetisch veld
Maar dat is het dus allemaal niet. Welke catastrofale gebeurtenis in een fractie van een seconde zoveel radiostraling kan opwekken is vooralsnog onderwerp van speculatie. Heel in het algemeen geldt, dat radiostraling ontstaat wanneer elektrisch geladen deeltjes de invloed van een magnetisch veld ondergaan. Om in een paar milliseconden zoveel radiostraling op te wekken, is een plasma nodig (heet gas waarin veel positief en negatief geladen deeltjes los voorkomen), en een relatief klein voorwerp met een extreem sterk magneetveld.
Een goede kandidaat voor dat laatste is een neutronenster, waar aan het oppervlak magnetische velden voorkomen van miljoenen tesla, tienduizenden malen sterker dan de sterkste magneet die wij kunnen maken. Maar uit berekeningen blijkt, dat zelfs twee neutronensterren die elkaar verzwelgen niet voldoende energie vrijmaken.
Nog gewelddadiger is het scenario waarin een zeer zware ster en een neutronenster om elkaar heen draaien, waarna op zeker moment de zware ster verandert in een supernova en de explosie de neutronenster verzwelgt. Dat levert volgens hypothetische berekeningen ongeveer de juiste hoeveelheid radiostraling op, en het komt volgens ruwe schattingen binnen een afstand van tien miljard lichtjaar van de aarde ook vaak genoeg voor om tweehonderd van die uitbarstingen per dag te verklaren.
Wat er precies gebeurt tijdens zo'n kosmische catastrofe is uit het piekje in de grafiek niet af te leiden. Maar de frequentiespreidng van de piek (de dispersie) geeft wel informatie over de ruimte die het signaal onderweg naar de aarde doorkruist heeft. Hoe meer (geïoniseerd) gas het signaal onderweg tegenkwam, hoe groter de spreiding. Daaruit kon worden afgeleid dat de signalen hoogstwaarschijnlijk niet uit onze eigen Melkweg komen, maar miljarden lichtjaren ruimte doorkruist hebben.
Op de plek van de uitbarstingen - die met dit type waarnemingen slechts heel globaal te bepalen is – was met optische telescopen niets bijzonders te zien. Het exacte tijdstip van de uitbarstingen is uiteraard wel bekend. Dat is mogelijk interessant voor instrumenten die momenteel proberen zwaartekrachtsgolven te detecteren, zoals Ligo. Die moeten in allerlei aardse ruis (trillingen door verkeer, golven op de kust) minuscule trillingen als gevolg van kosmische zwaartekrachtsgolven proberen te onderscheiden. Een supernova die een neutronenster verzwelgt, zou ook een flinke zwaartekrachtgolf moeten produceren, dus kan men heel specifiek in oude Ligo-data gaan zoeken op deze tijdstippen
(wetenschap24.nl)