Voor de allereerste keer hebben astronomen de zichtbare schokgolf gezien die ontstaat bij een zogenaamde gamma-ray-uitbarstingen. Dankzij een gelukkige kosmische samenloop van omstandigheden ontving een telescoop het licht van een gebeurtenis die halverwege het heelal plaatsvond.
Een object genaamd GRB 000301C werd ontdekt in maart van dit jaar. Na het verzamelen van gegevens in het Smithsonian’s Fred Lawrence Whipple Observatory en combinatie daarvan met eerdere waarnemingen van gamma-ray bursts, konden onderzoekers een kleine, snel uitdijende ring laten zien, conform de voorspellingen.
Gamma-ray bursts zijn mysterieuze hoog-energetische lichtflitsen. Dagelijks is er wel een aan de hemel. Hun oorsprong is tot nog toe onbekend. Veelal wordt gedacht dat het enorme explosies zijn die wijd verspreid in het heelal voorkomen.
Dit is hoe we wiskundefobie te lijf kunnen gaan
Sarah Hart vertelt hoe we de angst voor getallen en formules weg kunnen nemen.
De onderzoekers konden de ringvormige structuur veroorzaakt door een gamma-ray burst (GRB) zien dankzij het verschijnsel van zwaartekrachtlenzen. Die lenzen, voorspeld in Albert Einsteins Algemene Relativiteitstheorie, zijn objecten in de ruimte die met hun zwaartekracht licht van een verder weg gelegen lichtbron bundelen. “Dit is de eerste keer dat zo’n zwaartekrachtlens een beeld verschaft van een verre GRB”, licht Krist Stanek van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics toe. Een van de co-auteurs van het artikel, Avi Loeb, voorspelde de eigenschappen van zo’n gebeurtenis in 1998.
Het team bewees niet alleen dat de schokgolf er als een ring uitziet, maar verkreeg ook informatie over het zware hemellichaam dat het licht bundelde. Avi Loeb: “We geloven dat de zwaartekracht van een doodgewone ster, met misschien maar de helft van de massa van de Zon, als lens fungeerde. De verzamelde gegevens passen perfect in het model van een ringstructuur die sneller uitzet dan de lichtsnelheid, een voorspelling gemaakt in 1997 door Eli Waxman.
Letter o
GRB’s zijn zulke grote explosies, dat ze schokgolven veroorzaken die met bijna de snelheid van het licht doordringen in het omringende gas. Dat gaat dan gloeien in röntgenstraling, zichtbaar licht en radiogolven. Vanwege hun enorme snelheid, moet Einsteins Speciale Relativiteitstheorie worden gebruikt om te berekenen wat een waarnemer daarvan kan zien. In tegenstelling tot wat eenieder zou denken, lijkt de relativistische schokgolf op een ring die sneller uitdijt dan de lichtsnelheid. De kans om zo’n vergelegen ring te zien, is gelijk aan het zien van deze letter ‘o’ op het maanoppervlak.
Normale telescopen kunnen zo’n verre ring niet zien, zeker niet op Aarde, maar de Hubble bijvoorbeeld ook niet. De doorsnede van de schokgolf is honderdduizendmaal kleiner dan het oplossend vermogen van de ruimtetelescoop Hubble. Slechts dankzij die kleine ster die als zwaartekrachtlens werkt, kon het verschijnsel worden waargenomen.
