Een explosie in een sterrenstelsel hier ver vandaan resulteert in recordbrekende straling die een biljoen keer energierijker is dan zichtbaar licht.

Gammaflitsen verschijnen ongeveer één keer per dag plotseling aan de hemel. Maar soms zit er een hele bijzondere tussen. Op 14 januari namen twee ruimtesatellieten er zo eentje waar, die omgedoopt werd tot GRB 190114C. Binnen 22 seconden werden de coördinaten van de gammaflits naar astronomen over de hele wereld gestuurd die allemaal besloten hun telescopen op het verschijnsel te richten. Samen doen ze nu hun bevindingen in het vakblad Nature uit de doeken.

Meer over gammaflitsen
Gammaflitsen zijn de meest energierijke verschijnselen in het heelal. Het zijn eigenlijk niets anders dan heftige uitbarstingen van hoogenergetische gammastraling die enkele milliseconden tot enkele minuten duren. Ze ontstaan waarschijnlijk wanneer een enorme ster uit elkaar wordt geblazen in een supernova, waardoor er een zwart gat ontstaat. Een ‘normale’ uitbarsting geeft in een paar seconden net zoveel energie af als de zon gedurende zijn hele leven van 10 miljard jaar. Hoewel de uitbarsting zelf dus maar van korte duur is, kan de nagloed met krachtige radiotelescopen nog voor maanden of zelfs jaren bestudeerd worden.

De nagloed van GRB 190114C. Afbeelding: NASA, ESA, and V. Acciari et al. 2019

De Swift-satelliet en de Fermi ruimtetelescoop spotten begin dit jaar als eerste gammaflits GRB 190114C. En al snel werden astronomen van over de hele wereld ingeschakeld. “Telescopen werden binnen vijftig seconden nadat de gammaflits aan de hemel verscheen op het verschijnsel gericht,” vertelt onderzoeker Razmik Mirzoyan. De astronomen kwamen erachter dat de gammaflits afkomstig is uit een sterrenstelsel op zeven miljard lichtjaar afstand. Maar dat was niet het bijzonderste. In de eerste seconden detecteerden de MAGIC-telescopen lichtdeeltjes – ook wel fotonen genoemd – van de nagloed die wel 1 teraelectron volt (TeV) bereikten. Voor je beeldvorming, dat is straling die ongeveer een biljoen keer zoveel energie bevat als zichtbaar licht. Je kunt het nog het beste vergelijken met de hoeveelheid energie die vrijkomt door botsingen in de Large Hadron Collider; de krachtigste deeltjesversneller op aarde.


Afbeelding: NASA’s Goddard Space Flight Center

Nieuw record
GRB 190114C breekt hiermee alle records en gaat de boeken in als de helderste bekende bron van TeV-fotonon in het heelal. “Het is voor het eerst dat dergelijke energierijke straling van een gammaflits wordt gedetecteerd,” zegt onderzoeker Gemma Anderson. Dit energierijke licht is waarschijnlijk veroorzaakt door materiaal dat met wel 99,999% van de lichtsnelheid werd weggeslingerd. In de omringende omgeving komt het vervolgens in contact met gas, waardoor er een schok ontstaat die de gammastraal veroorzaakt. “De fotonen werden waarschijnlijk niet gegenereerd in de explosie zelf,” aldus Anderson.

Wetenschappers probeerden al heel lang om zo’n energierijke gammaflits waar te nemen. En dat dit nu eindelijk gelukt is wordt beschouwd als een grote een mijlpaal. “Deze nieuwe waarneming is een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip over gammaflitsen, hun directe omgeving en hoe materie zich gedraagt wanneer deze zich met 99,999% van de lichtsnelheid voortbeweegt,” concludeert onderzoeksleider Antonio de Ugarte Postigo. Toch zijn we er nog niet; zo weten onderzoekers bijvoorbeeld nog steeds niet helemaal hoe gammaflitsen precies ontstaan. Wel komen we steeds meer te weten, zeker nadat onderzoekers eerder dit jaar tot de verrassende ontdekking kwamen dat gammaflitsen niet geheel geordend, maar ook niet compleet chaotisch zijn.