Tijdens de explosie werd een enorme hoeveelheid materie met een snelheid die vergelijkbaar is met 55% van de snelheid van het licht, weggeslingerd.

Dat het heelal een plek vol verrassingen is, weten we al langer. Maar een nieuwe studie zet het nog meer kracht bij. Onderzoekers hebben namelijk een hele bijzondere en vreemde explosie gespot. “Dit was heel onverwachts,” aldus onderzoeker Deanne Coppejans.

Nieuw ontdekte explosie
De bestudeerde explosie werd in 2016 waargenomen en is CSS161010 genoemd. Hij bevindt zich op ongeveer 500 miljoen lichtjaar afstand van de aarde en heeft enkele van de snelste uitstromen die ooit is gezien. Zo worden er enorme hoeveelheden materie met een snelheid die vergelijkbaar is met 55% van de snelheid van het licht weggeblazen. En dat is ongekend. “We weten dat energetische explosies materiaal met bijna de snelheid van het licht kunnen uitwerpen – met name gammaflitsen – maar hierbij worden er slechts kleine hoeveelheden massa weggeslingerd, ongeveer 1 miljoenste van de massa van de zon,” legt Coppejans uit. “CSS161010 lanceerde 1 tot 10 procent van de massa van de zon met meer dan de helft van de lichtsnelheid.” Twee jaar later werd er nog zo’n vreemde explosie waargenomen – ZTF18abvkwla of ‘The Koala’ – in een melkwegstelsel op ongeveer 3,4 miljard lichtjaar afstand.


Twee klassen
Op dit moment kennen we eigenlijk twee klassen van kosmische explosies. Aan de ene kant hebben we de supernova-explosies, waarbij er een golf van materiaal door de interstellaire ruimte wordt geslingerd. Daarnaast kennen we gammaflitsen; de meest energierijke verschijnselen in het heelal. Hoewel de nieuw ontdekte explosies enkele kenmerken van zowel supernova’s als gammaflitsen vertonen, vallen deze door enkele onderscheidende karaktertrekjes toch niet gemakkelijk in een hokje te plaatsen.

Artistieke impressie van een supernova-explosie, gammaflits en een FBOT. Afbeelding: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

The Cow
De explosies blijken wel erg te lijken op een ander mysterieus helder object dat ‘The Cow’ wordt genoemd. Dit heldere object werd in 2018 ontdekt en zorgde gelijk voor veel commotie binnen de gemeenschap; want wegens verschillende factoren waren astronomen het er roerend over eens dat dit niet een normale exploderende ster was. Wat the Cow zo bijzonder maakte, was de enorme helderheid van het object. Zo was het object 10 tot 100 keer helderder dan typische supernova’s. The Cow laaide op en verdween vervolgens net zo snel als dat ‘ie kwam. Binnen zestien dagen had het object al het grootste deel van zijn vermogen uitgestraald. En dat is erg ongebruikelijk. In het universum, waar sommige fenomenen miljoenen en miljarden jaren duren, is twee weken slechts een oogwenk.

Nieuwe klasse
Na een grondig onderzoek constateren de astronomen dat zowel CSS161010 als The Koala zoveel gemeen hebben met The Cow, dat deze met z’n drietjes nu onder een nieuwe klasse van kosmische explosies worden gerekend: Fast Blue Optical Transients (FBOT’s). FBOT’s beginnen waarschijnlijk op dezelfde manier als supernova-explosies en gammaflitsen: wanneer een ster die veel zwaarder is dan de zon explodeert aan het einde van zijn door kernfusie aangedreven leven. Net als bij supernova’s kan er een roterende materiaalschijf gevormd worden rond de neutronenster of het zwarte gat dat na de explosie achterblijft. Er ontstaan vervolgens ook twee smalle stralen – of jets – die materiaal wegslingeren. Deze roterende schijf en de stralen die worden geproduceerd worden door astronomen ook wel een ‘motor’ genoemd. Ook FBOT’s beschikken over een dergelijke motor. Maar in hun geval is deze gehuld in dik materiaal. Dat materiaal werd waarschijnlijk door de ster afgeworpen vlak voordat deze explodeerde. Hier zou mogelijk ook een binaire metgezel bij betrokken kunnen zijn geweest. Dit leidt ertoe dat FBOT’s zo ontzettend helder zijn. Daarnaast bereiken FBOT’s al binnen enkele dagen de maximale helderheid en vervagen vervolgens vliegensvlug; veel sneller dan normale supernova’s.


Deze afbeelding toont de fenomenen die deel uitmaken van Fast Blue Optical Transients. Afbeelding: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Kleine sterrenstelsels
Met behulp van het Keck Observatory kwamen de onderzoekers tot nog een interessante ontdekking. Zowel CSS161010, als The Koala en The Cow blijken zich namelijk in kleine dwergsterrenstelsels op te houden. “De eigenschappen van de dwergstelsels maken een aantal zeer zeldzame, evolutionaire paden van sterren mogelijk die tot de onderscheidende explosies leiden,” betoogt Coppejans. De onderzoeker speculeert dat kleine sterrenstelsels mogelijk meer FBOT’s herbergen omdat deze sterrenstelsels waarschijnlijk zulke lage hoeveelheden metalen (astronomen gebruiken het woord ‘metalen’ voor alle materialen behalve waterstof en helium) bevatten. De hoeveelheid metalen beïnvloedt hoeveel massa sterren gedurende hun leven verliezen in de vorm van stellaire wind. Een ster zonder metalen kan mogelijk meer van zijn massa vasthouden, wat aan het einde van zijn leven tot een grotere explosie leidt. “Elke keer wanneer een ster sterft, geven ze metalen terug aan de omgeving,” zegt onderzoeker Giacomo Terreran. “Kleine sterrenstelsels bevatten een kleine hoeveelheid metalen omdat daar niet veel sterren zijn gestorven. Dit heeft invloed op hoe andere sterren vervolgens hun leven leiden. We geloven dat het niet toevallig is dat we alleen de zeer zeldzame FBOT’s in kleine sterrenstelsels aantreffen.”

De onderzoekers zijn van plan om op meer FBOT’s te jagen. Om dat te doen, hebben de wetenschappers krachtige telescopen nodig om een breed scala aan golflengten te kunnen onderzoeken. En wie weet wat we dan allemaal nog over deze vreemde klasse kunnen leren. “Hoewel FBOT’s zeldzamer en moeilijker te vinden zijn dan we hadden gehoopt, zijn ze ook veel helderder dan we hadden kunnen denken,” zegt onderzoeker Daniel Perley. “Dit heeft ons uitgebreide gegevens verstrekt, zelfs van zulke verre gebeurtenissen.”