Na 90 dagen actief te zijn geweest, last de bron 67 dagen rust in. Om vervolgens weer van voren af aan te beginnen.

Tot die conclusie komen onderzoekers nadat ze zich bogen over maar liefst 32 uitbarstingen van de snelle radioflits FRB 121102. Hun bevindingen zijn terug te lezen in het blad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Verrassend
Van de reeds uitgebreid bestudeerde radioflits FRB 121102 was al bekend dat deze herhaaldelijk uitbarstte, maar dat er ook regelmaat in die uitbarstingen zat, zagen onderzoekers niet direct aankomen. “We waren zeker verrast,” stelt onderzoeker Kaustubh Rajwade, in gesprek met Scientias.nl. “FRB 121102 wordt al een tijdje door radiotelescopen wereldwijd geobserveerd en er zijn al verschillende pogingen gedaan om regelmaat te vinden in zijn opeenvolgende pulsen en dat lukte tot voor kort niet. Niemand had dan ook verwacht dat er regelmaat zat in de activiteit van deze bron.”


Maar FRB 121102 kent dus wel regelmaat. Dat bleek toen Rajwade en collega’s observaties van de Lovell Telescope in Groot-Brittannië combineerden met observaties van andere telescopen. Ze ontdekten dat FRB 121102 elke keer in een periode van zo’n 90 dagen actief is, om daarna 67 dagen geen activiteit te vertonen. Die 157 dagen durende cyclus herhaalt zich vervolgens voortdurend.

FRB 180916.J10158+56
FRB 121102 is pas de tweede repeterende snelle radioflits die met heuse regelmaat van zich laat horen. De eerste – FRB 180916.J10158+56 – werd recent ontdekt met behulp van een telescoop in Canada. De cyclus van deze snelle radioflits duurt echter maar zestien dagen. Dat betekent dat FRB 121102 een bijna tien keer langere cyclus heeft! Hoe dat verschil te verklaren is, is nog onduidelijk.

Oorsprong
Rajwade en collega’s hopen dat onderzoeken naar regelmaat in de activiteit van repeterende snelle radioflitsen meer inzicht kan geven in hoe deze energieke uitbarstingen in de ruimte (zie kader) ontstaan.


Over snelle radioflitsen
Snelle radioflitsen zijn enorme uitbarstingen in de ruimte, waarbij in korte tijd – grofweg 1 milliseconde – meer energie vrijkomt dan onze zon in 80 jaar genereert. Hoe snelle radioflitsen precies ontstaan, weten onderzoekers niet. De eerste snelle radioflits werd in 2007 gedetecteerd en in de tussenliggende tijd zijn er behoorlijk wat snelle radioflitsen waargenomen. Sommige daarvan – zoals FRB 121102 – laten herhaaldelijk van zich horen. Andere lijken dat slechts eenmalig te doen. Of de repeterende en non-repeterende snelle radioflitsen op dezelfde manier ontstaan of in werkelijkheid eigenlijk twee totaal verschillende verschijnselen zijn, is eveneens onbekend.

Op dit moment zijn er verschillende theorieën die het ontstaan van repeterende snelle radioflitsen – zoals FRB 121102 – zouden kunnen verklaren. De ontdekking dat de uitbarstingen van sommige snelle radioflitsen een heuse cyclus volgen en dat die cyclus ook behoorlijk lang kan duren, kan nu gebruikt worden om deze theorieën nog eens tegen het licht te houden en sommige ervan misschien zelfs uit te sluiten. Rajwade denkt dan bijvoorbeeld aan de theorie die stelt dat de wiebelende beweging die de rotatie-as van neutronensterren ten opzichte van hun verticale as maakt, aan snelle radioflitsen ten grondslag ligt. “Deze beweging kan een periodiciteit van enkele weken verklaren.” Maar de cyclus van FRB 121102 duurt niet slechts enkele weken, maar 157 dagen. “Als we aannemen dat FRBs ontstaan door toedoen van neutronensterren dan is het lastig om de 157 dagen durende periode puur door middel van de precessie van een neutronenster te verklaren.” Hoewel het nog te vroeg is om de wiebelende neutronenster als bron van FRBs af te serveren, denkt Rajwade dat andere theorieën beter passen bij wat FRB 121102 laat zien. “Wat wij suggereren, is dat de periodiciteit veroorzaakt wordt door de beweging die het object dat deze FRBs veroorzaakt rond een ander astrofysisch object – bijvoorbeeld een zware ster, een neutronenster of zelfs een zwart gat – maakt. Het is dan dus de baanbeweging die deze periodiciteit veroorzaakt.”

Meer onderzoek
Meer onderzoek is echter hard nodig om de bron van deze FRBs met zekerheid aan te kunnen wijzen. “De detectie van periodiciteit in twee FRBs roept de vraag op of alle repeterende FRBs dit gedrag vertonen,” stelt Rajwade. “We moeten meer repeterende snelle radioflitsen opsporen en langdurig monitoren om te achterhalen wat ze met elkaar gemeen hebben en de trends in de periodiciteit van repeterende snelle radioflitsen beter te gaan begrijpen. Dat helpt ons vervolgens weer om meer grip te krijgen op hun oorsprong.”

Ook snelle radioflitsen die ogenschijnlijk maar één keer van zich laten horen, verdienen daarbij onze aandacht. Sommige onderzoekers vermoeden namelijk dat alle snelle radioflitsen in werkelijkheid herhaaldelijk acte de présence geven, maar de eenmalige exemplaren dat wat minder vaak of niet altijd even krachtig doen. De ontdekking dat de cycli van bewezen repeterende snelle radioflitsen inderdaad sterk uiteen kunnen lopen, lijkt dat idee misschien voorzichtig te onderschrijven. Maar zover wil Rajwade nog niet gaan. “Of alle FRBs repeteren is nog maar de vraag. Het is zeker mogelijk, maar we kunnen het op dit moment niet met zekerheid zeggen. Alleen meer en meer ontdekkingen zullen leiden tot een antwoord op die vraag.”