Een kosmische jet, een razendsnelle, gebundelde gasstroom, afkomstig van twee botsende neutronensterren, lijkt zich voort te bewegen met zeven keer de lichtsnelheid. Gelukkig betekent dit niet het einde van de natuurwetten: het komt door een optische illusie, ontstaan door de relatieve posities van de aarde en twee botsende neutronensterren.
Niets kan zich sneller voortbewegen dan licht, dus konden de onderzoekers met zekerheid zeggen dat dit een optische illusie betreft. Toch levert de waarneming belangrijke inzichten op over gammaflitsen, extreem snelle uitbarstingen waaraan nog veel raadselachtig is.
In 2017 observeerden astronomen van het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) een zwaartekrachtsgolf, GW170817 genaamd, die werd geproduceerd door de botsing van twee neutronensterren. Er werden meteen tientallen (ruimte)telescopen op gericht, die een heldere lichtflits opvingen, samen met krachtige gammastraling: een gammaflits.
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 eerste metingen van dit telescoopnetwerk, dat de zogeheten Very Long Baseline Interferometry (VLBI)-techniek gebruikte, lieten zien in welke richting de jet ongeveer bewoog, en dat dit met minstens 95 procent van de lichtsnelheid gebeurde. Maar door de afstand van 130 miljoen lichtjaar tussen de aarde en de neutronensterren, en doordat de gammaflits relatief zwak was, waren er nog veel onzekerheden over de jet.
Hogere precisie
Nu heeft Kunal Mooley, astrofysicus bij het California Institute of Technology in de Verenigde Staten, samen met zijn collega’s de gegevens van het telescoopnetwerk vergeleken met metingen van de ruimtetelescoop Hubble van 8 en 159 dagen na de botsing. Hiermee konden ze de snelheid met een hogere precisie bepalen.
Het team ontdekte dat de jet schijnbaar met zeven keer de lichtsnelheid beweegt. Het gaat hier om een optische illusie, die wordt veroorzaakt doordat het licht naar de aarde toe beweegt. Een vergelijkbaar effect treedt op als je een laserstraal op de maan richt, en hem opzij beweegt: de stip van de laser lijkt sneller over het maanoppervlak te bewegen dan het licht, ook al kan geen enkele individueel foton dat.
Fractie van een pixel
Toch vertelt deze precieze meting ons belangrijke dingen over de ware snelheid, locatie en de richting van de jet: hij behaalt in werkelijkheid 99,97 procent van de lichtsnelheid, en bevindt zich in een klein gedeelte van het sterrenstelsel NGC 4993. ‘Wat we nu kunnen, is tot wel duizen of tienduizend keer verder inzoomen op deze gebeurtenis, om erachter te komen wat de lokale eigenschappen zijn’, zegt Mooley.
‘Het is enorm moeilijk om dit echt te zien, om zo’n klein effect te detecteren zonder hoge-resolutiebeelden, en zonder te weten waar je bron zich precies bevindt in je beelden’, zegt Matt Nicholl, universitair hoofddocent natuur- en sterrenkunde aan de Universiteit van Birmingham in het Verenigd Koninkrijk, niet betrokken bij dit onderzoek. ‘Zeven keer de lichtsnelheid klinkt indrukwekkend, maar het komt overeen met bewegingen van fracties van pixels, over een tijdspanne van honderden dagen.’
