Einstein Probe detecteert mysterieuze explosie van röntgenstraling uit het vroege heelal
Deze raadselachtige ontdekking dwingt astronomen mogelijk om opnieuw na te denken over de oorsprong van gammaflitsen.

Op 15 maart 2024 detecteerde een ruimteobservatorium flitsen van laagenergetische röntgenstralen uit de diepten van het oude heelal, die meer dan 17 minuten in helderheid fluctueerden voordat ze verdwenen. Ongeveer een uur later pikten telescopen op de grond zichtbaar licht op van dezelfde bron, wat terugvoerde naar de tijd dat het heelal nog maar ongeveer een miljard jaar oud was.
De onlangs gelanceerde Einstein Probe spot al verre explosies die de potentie hebben om wat we weten over de vroegste jaren van het heelal op zijn kop te zetten. Met behulp van zijn breedveld röntgentelescoop detecteerde de ruimtesonde zogenaamde zachte of laag-energetische röntgenstralen, die een ongewoon lange tijd aanhielden. Deze gebeurtenissen staan bekend als snelle röntgentransiënten (FXRT) en de onlangs ontdekte explosie is EP240315a genoemd.
Na het monitoren van de uitbarsting op radiogolflengten gedurende een periode van drie maanden, bevestigde het team van astronomen achter de detectie dat de energie-output consistent was met een gammaflits die dateerde uit de tijd dat het heelal slechts 10% van zijn huidige leeftijd had. Dus gezien de geschatte leeftijd van het heelal van 13,8 miljard jaar, vond de uitbarsting plaats toen het heelal ongeveer 1,38 miljard jaar oud was.
“Deze resultaten laten zien dat een substantieel deel van de FXRT’s geassocieerd kan worden met gammaflitsen en dat gevoelige röntgenmonitoren, zoals de Einstein Probe, ze kunnen lokaliseren in het verre heelal,” zei Roberto Ricci, onderzoeker aan de Universiteit van Rome Tor Vergata, Italië, en een van de auteurs van het nieuwe artikel waarin de ontdekking wordt beschreven, in een verklaring. “Door de kracht van röntgen- en radiowaarnemingen te combineren krijgen we een nieuwe manier om deze oude explosie te onderzoeken, zelfs zonder hun gammastralen te detecteren.”
EP240315a markeert de eerste keer dat zachte röntgenstraling werd gedetecteerd van een oude explosie die zo lang duurde. Vervolgwaarnemingen met de Gemini North-telescoop op Hawaï en de Very Large Telescope in Chili maten zichtbaar licht vanaf dezelfde locatie dat bevestigde dat de uitbarsting van ongeveer 12,5 miljard lichtjaar afstand kwam.
Gammaflitsen zijn korte flitsen van hoogenergetisch licht en de krachtigste explosies in het heelal, die doorgaans worden veroorzaakt door de ineenstorting van massieve sterren of de fusie van neutronensterren. Het is ook bekend dat die uitbarstingen grote hoeveelheden röntgenstralen uitzenden. De onlangs ontdekte zachte röntgenstraling werd herleid tot GRB 240315C, een gammaflits die voor het eerst werd gedetecteerd door de Burst Alert Telescope (BAT) op het Neil Gehrels Swift Observatory van de NASA. Met aanvullende gegevens van het Konus-instrument op de Wind ruimtesonde van de NASA.
Hoewel gammaflitsen worden geassocieerd met röntgenstraling is de onlangs gevonden snelle röntgentransiënt een anomalie. De röntgenstraling gaat de gammastraling doorgaans enkele tientallen seconden vooraf, maar EP240315a werd meer dan 6 minuten (372 seconden) vóór GRB 240315C waargenomen. “Zo’n lange vertraging is nog nooit eerder gezien”, aldus Hui Sun, een teamlid van het Einstein Probe Science Center bij de National Astronomical Observatories van de Chinese Academy of Sciences en medeauteur van het nieuwe artikel, in een verklaring.
Het mysterie achter de lange tijdsduur tussen de röntgenstraling en de gammaflits, naast de lange duur van de röntgenstraling zelf, zijn reden om te betwijfelen of gammaflitsen op de manier exploderen zoals wetenschappers denken dat ze doen.
De Einstein Probe, een röntgentelescoop die wordt beheerd door de Chinese Academie van Wetenschappen en is gebouwd in samenwerking met de ESA en het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica, werd op 9 januari 2024 gelanceerd. De Wide-field X-ray Telescope vangt röntgenlicht op in vierkante buizen in een raster, wat betekent dat hij 3600 vierkante graden (iets minder dan een tiende van de hemelbol) in één opname kan waarnemen.
“Zodra we de ogen van de Einstein Probe openden voor de hemel ontdekte de telescoop nieuwe fenomenen”, zei Erik Kuulkers, projectwetenschapper van de Einstein Probe en werkzaam bij de ESA, in een verklaring. “Dat is behoorlijk goed en zou moeten betekenen dat er nog veel meer interessante ontdekkingen zullen volgen.”
Artikel: “Long-term Radio Monitoring of the Fast X-Ray Transient EP 240315a: Evidence for a Relativistic Jet” by Roberto Ricci, Eleonora Troja, Yu-Han Yang, Muskan Yadav, Yuan Liu, Hui Sun, Xuefeng Wu, He Gao, Bing Zhang and Weimin Yuan, 23 January 2025, The Astrophysical Journal Letters.
Eerste publicatie: 27 januari 2025
Bron: Gizmodo & anderen