Het jaar begint meteen spannend: Wetenschappers ontrafelen de oorsprong van een snelle radioflits
Het vluchtige ‘kosmische vuurwerk’ lijkt te zijn ontstoken in de woelige magnetosfeer van een verre neutronenster.
Snelle radioflitsen zijn korte, heldere explosies van radiogolven. Sinds de ontdekking van de eerste snelle radioflits in 2007 hebben astronomen duizenden van deze mysterieuze flitsen opgemerkt, sommige in onze eigen Melkweg, andere tot wel 8 miljard lichtjaar verderop. Hoe dit ‘kosmische vuurwerk’ precies ontstaat, is echter nog steeds een mysterie. Maar nu hebben MIT-astronomen eindelijk de oorsprong van één van deze flitsen ontrafeld.
Snelle radioflitsen
De laatste jaren is de detectie van snelle radioflitsen enorm toegenomen. Dat is mede te danken aan het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME). Deze radiotelescoop, met vier grote, stationaire ontvangers in de vorm van een halve pijp, is bijzonder gevoelig voor snelle radioflitsen. Sinds 2020 heeft CHIME al duizenden van deze kosmische flitsen uit het hele universum vastgelegd. Hoewel wetenschappers het erover eens zijn dat snelle radioflitsen afkomstig zijn van extreem compacte objecten, blijft de exacte fysica erachter een raadsel. Sommige modellen voorspellen dat snelle radioflitsen ontstaan in de chaotische magnetosfeer rondom zo’n compact object, terwijl andere aangeven dat de flitsen verder weg ontstaan, als onderdeel van een schokgolf die zich van het centrale object af beweegt.
FRB 20221022A
In een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature, concentreerden de wetenschappers zich op FRB 20221022A. Dit is een eerder ontdekte snelle radioflits uit een sterrenstelsel op zo’n 200 miljoen lichtjaar afstand. Het team vond de precieze locatie van het radiosignaal door de zogenaamde ‘scintillatie’ ervan te bestuderen, vergelijkbaar met het fonkelen van sterren aan de nachtelijke hemel. Dit effect treedt op wanneer het licht van een kleine, heldere bron, zoals een ster, door een medium zoals gas in een sterrenstelsel heen dringt. Hoe kleiner of verder weg een object is, hoe meer het lijkt te fonkelen. Het team ontdekte op deze manier dat FRB 20221022A waarschijnlijk afkomstig is uit de directe nabijheid van de bron.
Neutronenster
Het team schat dat FRB 20221022A ontstond binnen slechts 10.000 kilometer van een draaiende neutronenster. Voor je beeldvorming, dat is korter dan de afstand tussen Amsterdam en Kaapstad. Van zo’n korte afstand is het waarschijnlijk dat de flits tot leven kwam in de magnetosfeer van de neutronenster, een krachtig magnetisch gebied rondom deze compacte ster. De bevindingen van het team zijn interessant. Het betekent namelijk dat onderzoekers nu voor het eerst onmiskenbaar bewijs hebben gevonden dat een snelle radioflits kan ontstaan in de magnetosfeer.
Klein gebied
Onderzoekers vermoeden al langer dat snelle radioflitsen worden veroorzaakt door sterk gemagnetiseerde neutronensterren, ook wel magnetars genoemd. En nu blijkt dat FRB 20221022A ook nog eens uit een extreem klein gebied afkomstig was, van slechts 10.000 kilometer groot. De resultaten sluiten uit dat FRB 20221022A uit de buitenste regio van een compact object kwam. In plaats daarvan tonen de bevindingen aan dat snelle radioflitsen zeer dicht bij neutronensterren kunnen ontstaan, in de turbulente magnetische omgevingen die hen omgeven. Het betekent dat onderzoekers de precieze oorsprong van snelle radioflitsen nu steeds beter beginnen te doorgronden.
Halverwege het universum
“In de buurt van neutronensterren zijn de magnetische velden zo intens dat ze de grenzen van het mogelijke in het universum opzoeken”, zegt hoofdauteur van de studie Kenzie Nimmo. “Er is veel gedebatteerd of deze felle radio-emissies überhaupt kunnen ontsnappen uit dat extreme plasma.” Maar nu lijken de onderzoekers dat toch te hebben bewezen. “Bij deze extreem magnetische neutronensterren kunnen atomen niet eens bestaan – ze zouden simpelweg worden verscheurd door de kracht van de magnetische velden”, zegt Kiyoshi Masui, onderzoeker en hoogleraar natuurkunde aan de MIT. “Het spannende is dat we ontdekken hoe de energie in deze velden, dicht bij de bron, zich zo verdraait en herschikt dat het vrijkomt als radiogolven die we zelfs tot halverwege het universum kunnen zien.”
De onderzoekers zijn van plan om dezelfde techniek die ze in deze studie hebben toegepast in de toekomst ook in te zetten om de oorsprong van andere snelle radioflitsen te ontrafelen. Dit zou de onderliggende fysica verder kunnen verduidelijken. Hiermee wordt dan ook een cruciale stap gezet in het ontcijferen van de complexe processen die zich afspelen in enkele van de meest extreme omgevingen in het universum.
Meer wetenschap? Lees de nieuwste artikelen op Scientias.nl .
Het jaar begint meteen spannend: Wetenschappers ontrafelen de oorsprong van een snelle radioflits
Geen opmerkingen:
Een reactie posten