Ze behoren tot de meest mysterieuze fenomenen in het heelal: vreemde, kortdurende pulsen van radiostralen uit de ruimte. Astronomen hebben acht nieuwe exemplaren waargenomen, die ook nog eens van een zeldzame variant zijn. Eén van de flitsen is mogelijk de meest nabije die tot nu toe gemeten is.
Fast radio bursts (FRB’s) zijn flitsen van radiogolven die diep uit de ruimte komen en slechts enkele milliseconden duren. In de loop van de tijd zijn veel hypothesen opgeworpen over hun oorzaak, maar geen daarvan is helemaal sluitend.
Wat de zaak verder compliceert, is dat er twee typen FRB’s lijken te zijn: uitbarstingen die slechts één keer optreden en uitbarstingen die zich vele malen herhalen vanuit dezelfde plek in de ruimte. Tot nu toe waren slechts twee van zulke ‘herhalers’ waargenomen, maar de Canadese CHIME-radiotelescoop heeft de collectie nu met acht stuks uitgebreid.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
De ene herhaler is de andere niet
Herhalers vinden is belangrijk, omdat je die veel eenvoudiger kunt bestuderen dan uitbarstingen die slechts een keer optreden. ‘Herhalers zijn fijn omdat je ze in de gaten kunt blijven houden’, zegt CHIME-teamlid Shriharsh Tendulkar van McGill University in Montreal. ‘Je kunt de plek waar ze vandaan komen gedurende een lange tijd observeren en bekijken of er veranderingen optreden. Die veranderingen kunnen aanwijzingen geven over het mechanisme dat achter het uitstralen van de flitsen schuilt.’
Met deze methode hebben wetenschappers de eerste waargenomen herhaler ooit – FRB 121102 – weten te herleiden naar zijn sterrenstelsel van herkomst. De meeste ideeën over de oorsprong van herhalers zijn gebaseerd op dit eerste exemplaar, maar de nieuwe FRB’s hebben andere eigenschappen. Zo zijn hun radiogolven niet verstoord als gevolg van een turbulente omgeving, wat bij FRB 121102 wel het geval was. Daarnaast zat die eerste op eenzelfde plek als een andere constant gloeiende bron van radiogolven, terwijl dit bij geen van de nieuw ontdekte repeterende FRB’s het geval is.
‘Dit laat zien dat er alleen al in herhalers een enorme diversiteit zit’, zegt Tendulkar. ‘Misschien zijn sommige ouder dan andere, hebben sommige sterkere magnetische velden of bevinden ze zich in een andere omgeving.’ Eerder is geopperd dat er achter herhalers en niet-herhalers twee verschillende mechanismen schuilgaan. Maar misschien is er wel een nog veel groter scala aan manieren om FRB’s voor te brengen in plaats van slechts twee.
Gemagnetiseerde neutronensterren
De nieuwe FRB’s bieden astronomen mogelijk een kans om het mysterie te ontrafelen. Een ervan, die CHIME zich over een periode van vier maanden tien maal zag herhalen, lijkt de meest nabije FRB te zijn die we ooit hebben waargenomen.
‘We willen de eigenschappen van het sterrenstelsel in kaart brengen en precies aanwijzen waar in het sterrenstelsel de uitbarsting vandaan komt. Dat is onmogelijk als zo’n sterrenstelsel zich ergens halverwege het universum bevindt’, zegt Gregg Hallinan van het California Institute of Technology. ‘Het is een stuk eenvoudiger als het in onze achtertuin is.’
Als we weten waar FRB’s vandaan komen, dan kunnen we ook het aantal potentiële verklaringen verkleinen. Bijvoorbeeld: sterk gemagnetiseerde neutronensterren, die vaak als mogelijke bron voor FRB’s genoemd worden, verwachten we alleen aan te treffen in stervormingsregio’s in relatief jonge sterrenstelsels.
‘Het achterhalen van een precieze locatie is echt de toekomst van het FRB-onderzoek’, zegt Hallinan. Zo zijn er al onderzoeksteams op jacht gegaan naar de sterrenstelsels waar deze nieuwe, door CHIME ontdekte herhalers vandaan komen.