Astronomen weten nog steeds niet zeker waar al het goud en platina in het heelal vandaan komen
De helderste uitbarsting van gammastraling ooit gemeten was afkomstig van een supernova die vreemd genoeg geen zware elementen laat zien.
In oktober 2022 trok een enorm heldere flits de aandacht van de Gemini South-telescoop in Chili. Al snel werd duidelijk dat het de helderste was die ooit werd gezien en dat leverde de bijnaam: the Brightest Of All Time (de BOAT) op.
Nu heeft een groep onderzoekers de gebeurtenis onderzocht met de Webb Space Telescope en geconcludeerd dat de oorzaak van de BOAT een supernova was: een explosieve en briljante dood van een ster. De onderzoekers zochten ook naar zware elementen zoals goud en platina, maar zagen daar geen tekenen van, waardoor de vraag naar hun oorsprong net zo open bleef als voorheen. Het onderzoek van het team is afgelopen week in Nature Astronomy gepubliceerd.
Zware elementen worden geproduceerd door fusies tussen neutronensterren, althans sommigen daarvan. De zware materie in het heelal is te overvloedig aanwezig om zulke samensmeltingen van sterren te kunnen verklaren. Zelfs nadat twee sterren in een dubbelstersysteem ontploffen en de dichte schillen achterblijven die neutronensterren zijn kan het miljarden en miljarden jaren duren voordat de twee neutronensterren langzaam dichter en dichter bij elkaar komen en uiteindelijk samensmelten.
Maar waarnemingen van zeer oude sterren geven aan dat delen van het heelal verrijkt waren met zware metalen voordat de meeste binaire neutronensterren de tijd hadden gehad om samen te smelten. Dat duidt dus op een alternatief kanaal.
Uitbarstingen van gammastraling zijn er in twee smaken: lange en korte duur. Korte uitbarstingen worden volgens de NASA in verband gebracht met het samensmelten van sterren en het ontstaan van zwarte gaten, terwijl de langere uitbarstingen verband houden met de dood van sterren. De BOAT behoort tot het laatste kamp.
Het team wachtte opzettelijk enkele maanden nadat de BOAT was gedetecteerd om de Webb Space Telescope er naar toe te draaien. Dat komt omdat de explosie zo helder was – en die helderheid bleef zo lang aanhouden -dat ze moesten wachten tot de gebeurtenis was verdwenen voordat ze enig teken konden zien van de supernova die hem droeg.
Met behulp van de Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) van de telescoop keek het team naar de elementen die typisch voorkomen in supernova’s. Het signaal was niet bijzonder helder, wat aangeeft dat de supernova die de helderste gammaflits ooit opleverde, zelf niet de overtreffende trap was.
Deze gebeurtenis is bijzonder opwindend omdat sommigen hadden aangenomen dat een uitbarsting van gammastraling zoals BOAT veel zware elementen zou kunnen maken, zoals bijvoorbeeld goud en platina. Als ze gelijk hadden zou BOAT een goudmijn moeten zijn. Het is echt opvallend dat er geen enkel bewijs is gezien voor deze zware elementen.
Lange gammaflitsen zijn uitbarstingen die langer dan 2 seconden duren. De uitbarsting van BOAT duurde maar liefst 10 uur. Maar BOAT is eigenlijk niet BOAT. Maar het is vermoedelijk de helderste uitbarsting van röntgen- en gammastralingsenergie sinds het begin van de menselijke beschaving, aldus de onderzoekers.
Een jaar en verandering na het signaal heeft een wetenschappelijke samenwerking vastgesteld dat de BOAT gammastraling uitzendt met energieën die oplopen tot 13 tera-elektronvolt – dezelfde energie als de Large Hadron Collider van CERN tijdens zijn tweede run opwekte.
Wetenschappers blijven de schat aan gegevens onderzoeken die de BOAT heeft opgeleverd. In juni 2023 rapporteerde een groep over de structuur van de jet, wat natuurkundigen ertoe zou kunnen aanzetten hun modellen van de jetstructuur te herzien. Ondanks alle loftuitingen is de BOAT niet de grootste explosie die ooit in het heelal is gezien; die titel behoort toe aan AT2021lwx, een bijna 8 miljard jaar oude uitbarsting van een verafgelegen zwart gat en de gaswolk er omheen.
Wanneer de volgende generatie sterrenwachten online komt zullen astronomen waarschijnlijk meer van dit soort explosies, zoals BAT, zien. Een van de faciliteiten met de meeste hype er omheen is de Vera Rubin Sterrenwacht in de Atacama-woestijn van Chili. Hier zal men een camera van3,2 miljard pixels gebruiken om elke nacht terabytes aan gegevens over de zuidelijke sterrenhemel te verzamelen.
Artikel: JWST detection of a supernova associated with GRB 221009A without an r-process signature. Peter K. Blanchard, V. Ashley Villar, Ryan Chornock, Tanmoy Laskar, Yijia Li, Joel Leja, Justin Pierel, Edo Berger, Raffaella Margutti, Kate D. Alexander, Jennifer Barnes, Yvette Cendes, Tarraneh Eftekhari, Daniel Kasen, Natalie LeBaron, Brian D. Metzger, James Muzerolle Page, Armin Rest, Huei Sears, Daniel M. Siegel & S. Karthik Yadavalli
Eerste publicatie: 13 april 2024
Bron: diverse persberichten
