3 februari 2023

Ontdekking kilonova daagt ons begrip van gammaflitsen uit

Impressie van een kilonova veroorzaakt door botsende neutronensterren. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine

Nader onderzoek van de straling afkomstig van de botsing van twee neutronensterren met een keur aan instrumenten op aarde en in de ruimte heeft laten zien dat langdurige gammaflitsen niet altijd ontstaan door supernovae, exploderende zware sterren (> 10 zonsmassa), zoals lange tijd de gangbare gedachte was. Er zijn twee soorten gammaflitsen en bij allebei komt er een enorme hoeveelheid gammastraling vrij,  \honderden malen meer dan de straling die afkomstig is van een supernova. Je hebt de korte gammaflitsen, die minder dan twee seconden duren, en de lange gammaflitsen, die langer dan twee seconden duren en meestal niet meer dan enkele minuten. Lange tijd dacht men dat korte gammaflitsen ontstaan door de botsing van twee neutronensterren of van een neutronenster met een zwart gat, en lange gammaflitsen door de ineenstorting van een zware ster. Botsingen van neutronensterren worden ook wel kilonovae genoemd, omdat ze niet zo’n geweldige uitbarsting van licht veroorzaken als supernovae doen. Maar met gammaflits GRB 211211A, die op 11 december 2021 werd ontdekt, blijken gammaflitsen niet altijd te voldoen aan de standaard. Het was namelijk een lange gammaflits, die ongeveer een minuut duurde, en onderzoek aan de nagloed ervan heeft laten zien dat de bron twee samensmeltende neutronensterren waren in een sterrenstelsel op 1,1 miljard lichtjaar afstand.

Foto van gammaflits GRB 211211A gemaakt met Gemini North én Hubble. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani; NASA/ESA

Behalve dat GRB 211211A lang duurde kende de uitbarsting ook een groot overschot aan infrarood straling én was hij zwakker dan een gewone supernova. Allemaal signalen dat het een kilonova betrof, ontstaan door botsende neutronensterren. Alleen die lange duur, die past niet bij dat plaatje. Van kilonova is bekend dat ze sterk in het infrarood zijn en zwak in het visuele deel van het spectrum. Dat komt omdat botsende neutronensterren veel zware elementen vormen, zoals goud, thorium en platinum, elementen die visueel licht tegenhouden, maar IR-licht niet. Bij een eerdere kilonova in 2017 waargenomen waren ook zwaartekrachtgolven gedetecteerd, maar bij GRB 211211A was dat niet het geval. Men wil nu gaan kijken hoe het kan dat botsende neutronensterren tóch kunnen zorgen voor een lange gammaflits.

Hier de twee vakartikelen over het onderzoek aan GRB 211211A:

Rastinejad, J., Gompertz, B., Levan, A., & Fong, W., et al. (2022). “A kilonova following a long-duration gamma-ray burst at 350 Mpc.” Published in the journal Nature. DOI: 10.1038/s41586-022-05390-w

Troja, E., Fryer, C.L., O’Connor, B., & Ryan, G., et al. (2022). “A nearby long gamma-ray burst from a merger of compact objects.” Published in the journal Nature. DOI: 10.1038/s41586-022-05327-3

Bron: NOIRLab.

Share

Comments

  1. Ik ben maar ff gaan zoeken hoe die synchrotron gamma emissie dan tot stand komt… “the observed very high-energy gamma ray emission can be explained by the inverse Compton emission of ultrarelativistic electron-positron pairs produced through the development of an electromagnetic cascade in the BH magnetosphere” zie: https://arxiv.org/pdf/0704.3282.pdf Ook weer opgelost 😀

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: