Cambridge, Ma. (VS) Gammastraling waargenomen door het ruimteobservatorium Chandra levert meer inzicht in GRB’s, de krachtigste explosies die het heelal kent.


Nadat in december 1999 het Compton-observatorium van NASA een zogenaamde gamma-ray burst zag, richtten astronomen snel Chandra, een satelliet met een röntgenstralingtelescoop, in die richting. Gamma-ray bursts (GRB’s) zijn enorm krachtige uitbarstingen van gammastraling.
Het team van astronomen kon nog enkele uren de uitstervende energie van de uitbarsting volgen. Ze bekeken met Chandra de straling in het uitgestoten materiaal in de nabijheid van een GRB. Daarin ontdekten ze röntgensporen van ijzer, een element dat ontstaat in oude sterren aan het eind van hun leven. Dit is de eerste keer dat dergelijke röntgenlijnen van elementen behorende bij GRB’s onomstotelijk in de omgeving daarvan zijn waargenomen en de eigenschappen daarvan precies zijn gemeten.
“Dankzij de ontdekking van de ijzerlijnen begrijpen we GRB’s nu beter”, verklaart Luigi Piro, eerste auteur van een artikel dat in Science verscheen. “Bestudering van de directe omgeving van een GRB onthult veel over de oorsprong van de GRB”. Die oorsprong vormt al lange tijd een belangrijk discussiepunt. Eén theorie stelt dat GRB’s ontstaan als twee zogenaamd compacte objecten, zoals neutronsterren of zwarte gaten, met elkaar botsen en versmelten. Een andere theorie stelt dat een ‘hypernova’, een enorme ster die onder zijn eigen gewicht instort, voor dergelijke extreem energierijke uitbarstingen zorgt.

Uit de verschuiving van de waargenomen lijn in het ijzerspectrum berekenden de Chandra-astronomen dat de straling zes miljard jaar nodig had om de Aarde te bereiken. De massa nabij de GRB was ongeveer eentiende zonsmassa. Uit de breedte van de waargenomen lijnen volgt dat veel materiaal zich met eentiende van de lichtsnelheid van de GRB verwijdert. Het scenario van botsende neutronensterren of zwarte gaten lijkt daarmee niet houdbaar. Daarbij zou niet zoveel materie namelijk kunnen ontsnappen. Piro vervolgt: “We denken dat GRB’s ontstaan door zoiets als een supernova-uitbarsting, maar dan veel krachtiger”.
Wetenschappers denken dat het aanvankelijke afwerpen van materiaal, waarschijnlijk de buitenste mantel van een hypernova, wordt gevolgd door een gebeurtenis in de kern van de hypernova. Een ineenstorting tot een zwart gat ligt voor de hand. De energie die vrijkomt bij zo’n explosie zou vervolgens het eerder uitgestoten materiaal zo sterk verwarmen, dat er nog wekenlang straling in het zichtbare licht en in het röntgengebied kan vrijkomen.

Erick Vermeulen