Naar de content

Opnieuw bron van herhalende snelle radioflitsen gespot

Een impressie van een neutronenster: een zeer compact overblijfsel van de kern van een zware ster nadat hij is geëxplodeerd. Een neutronenster is slechts enkele tientallen kilometers groot, maar heeft doorgaans meer massa dan onze zon.
Een impressie van een neutronenster: een zeer compact overblijfsel van de kern van een zware ster nadat hij is geëxplodeerd. Een neutronenster is slechts enkele tientallen kilometers groot, maar heeft doorgaans meer massa dan onze zon.
Kevin Gill, CC BY 2.0 via Flickr

Een Canadese radiotelescoop heeft een zich herhalende bron van snelle radioflitsen ontdekt. Het is pas de tweede keer dat zo’n krachtige bron meerdere keren van zich laat horen. Het kan licht schijnen op wat deze energierijke uitbarstingen precies zijn.

10 januari 2019

Een voorloper van het Canadese CHIME-observatorium (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) in 2014. CHIME detecteert onder andere snelle radioflitsen uit het heelal.

 Andre Recnik via CC BY-SA 4.0

Het zijn de rotjes van het heelal. De zeer korte maar krachtige uitbarstingen van radiostraling die ook wel bekend staan als snelle radioflitsen. Van die mysterieuze flitsen – doorgaans maar een aantal milliseconden lang – zijn er al tientallen gezien, maar ze laten eigenlijk altijd maar één keer van zich horen. Toch houden sommige exemplaren zich niet aan die regel: deze week maken astronomen bekend dat ze een tweede serieflitser hebben ontdekt. De bron scheen tot nu toe zes keer.

De ontdekking werd gedaan met het relatief nieuwe Canadese CHIME-observatorium (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment). Met de nieuwe herhalende bron van radioflitsen hopen wetenschappers meer te leren over de aard van de vermoedelijk gewelddadige gebeurtenissen die de flitsen veroorzaken die op miljarden lichtjaren afstand zichtbaar zijn. Een goede plaatsbepaling kan daarbij helpen, maar daar is CHIME nu net níet zo goed in. De resultaten zijn deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature gepubliceerd.

Halfpipe

De bijzondere _halfpipe_-vormige schotelantennes van CHIME (gebouwd tussen 2015 en 2017) waren oorspronkelijk bedoeld voor het in kaart brengen van de verdeling van waterstof in verre sterrenstelsels. Dat kan wat vertellen over het verloop van de uitdijing van het heelal. Door echter een nieuwe krachtige computer aan het observatorium te verbinden, is de telescoop ook geschikt voor onderzoek naar snelle radioflitsen.

Tijdens een testperiode afgelopen zomer ontdekte de telescoop, die altijd recht omhoog gericht staat, dertien bronnen van radioflitsen. Een van die bronnen liet zes keer van zich horen over een tijdsbestek van ruim twee maanden. Een aantal eigenschappen van deze radiopulsen komen overeen met de enige eerder gemeten repeterende snelle radioflitsen uit een periode tussen 2012 en 2015. Zo lijkt de frequentie gedurende de radiopuls steeds wat lager te worden. Het lijkt een aanwijzing te zijn dat hetzelfde mechanisme verantwoordelijk is voor de flitsen.

Een impressie van een neutronenster: een zeer compact overblijfsel van de kern van een zware ster nadat hij is geëxplodeerd. Een neutronenster is slechts enkele tientallen kilometers groot, maar heeft doorgaans meer massa dan onze zon.

Impressie van een neutronenster, een zeer compact overblijfsel van de kern van een zware ster nadat hij is geëxplodeerd. Een neutronenster is slechts enkele tientallen kilometers groot, maar heeft doorgaans meer massa dan onze zon.

 Kevin Gill, CC BY 2.0 via Flickr

Meerdere theorieën

Jason Hessels is verheugd. Hij is astronoom bij onderzoeksinstituut ASTRON en de Universiteit van Amsterdam (UvA), en is niet bij dit onderzoek betrokken. De ontdekking biedt volgens hem kansen om de oorsprong van snelle radioflitsen te ontrafelen. Hierover is in de jaren sinds de ontdekking van de eerste snelle radioflits in 2007 druk gespeculeerd. Door de korte duur van de signalen vermoeden astronomen dat ze in een zeer klein gebied ontstaan. Bijvoorbeeld in de directe omgeving van een neutronenster, een compact overblijfsel van een geëxplodeerde zware ster. Zo’n neutronenster is slechts tientallen kilometers groot en heeft een massa die groter is dan die van onze zon.

“Stel je voor dat zo’n neutronenster pas geleden is ontstaan en er nog allerlei materie omheen draait”, zegt Hessels. “Het kan zijn dat sterke magneetvelden van zo’n ster af en toe een energierijke explosie veroorzaken in die omliggende materie.” Volgens hem is dit een van de meest waarschijnlijke verklaringen voor snelle radioflitsen. “Alhoewel er ook wel wordt getwijfeld of een neutronenster wel zo’n krachtige uitbarsting kan veroorzaken. Ik ken ook theorieën die stellen dat dit soort flitsen uitspattingen zijn van zwarte gaten.”

Het ene hoeft het andere overigens niet uit te sluiten. Hoewel snelle radioflitsen op het eerste gezicht op elkaar lijken, kunnen ze verschillende oorzaken hebben. Het feit dat sommige herhalend zijn en andere niet doet in ieder geval vermoeden dat er meer aan de hand is. “Misschien zijn er wel tien verschillende mechanismen voor radioflitsen”, zegt Hessels. “De enige manier om daarachter te komen is het vinden van nog veel meer van deze bronnen. CHIME gaat daar zeker bij helpen.”

Ruime blik

Hoewel er al sinds het midden van de vorige eeuw radiotelescopen bestaan, werd de eerste snelle radioflits pas twaalf jaar geleden opgemerkt. Veel radiotelescopen hebben een relatief klein blikveld en pas sinds de opkomst van snelle computers is het mogelijk om zulke korte signalen uit de informatie te vissen. CHIME kijkt in een keer naar een gebied dat ongeveer duizend keer zo groot is als een volle maan. Hessels verwacht in de toekomst de detectie van misschien wel meerdere nieuwe radioflitsen per dag.

Emily Petroff is ook astronoom bij ASTRON en de UvA. Ze is aanwezig op de conferentie waar de CHIME-onderzoekers hun resultaten deze week presenteerden. Ze laat weten dat de aanwezige astronomen blij waren met de nieuwe resultaten. “Het is nu belangrijk om uit te vinden in wat voor soort omgeving die snelle radioflitsen ontstaan. Het zou erg helpen als we precies weten in welke sterrenstelsel ze voorkomen”, zegt ze.

Metingen van verschillende radiotelescopen – waaronder CHIME – kunnen daaraan bijdragen. Deze repeterende bron liet zich in relatief lage radiofrequenties horen, en dat belooft dat we ze in de toekomst misschien met de Nederlandse radiotelescoop LOFAR kunnen onderzoeken. Ook het recentelijk geïnstalleerde Apertif-systeem van de Westerbork-radiotelescoop is gevoelig voor radioflitsen. Petroff: “Dit vakgebied heeft zich de afgelopen jaren erg snel ontwikkeld, en dat zal vanaf nu alleen nog maar sneller gaan.”

Bron
  • The CHIME/FRB Collaboration, A second source of repeating fast radio bursts, Nature (9 januari 2019), DOI:10.1038/s41586-018-0864-x
ReactiesReageer