Na een vernieuwing van de Westerbork radiotelescoop hebben astronomen maar liefst vijf nieuwe FRBs gevonden. Het is de eerste keer dat een Nederlandse telescoop deze snelle radioflitsen ontdekt. De resultaten, die op 12 april verschijnen, bevatten beelden die veel scherper zijn dan tot nu toe mogelijk was.
Drie nieuwe Fast Radio Bursts die de Westerbork telescoop heeft ontdekt, blijken de halo van ons buurmelkwegstelsel de Driehoeksnevel (M33) te hebben doorklieft. Onzichtbare elektronen in dat stelsel vervormen de FRB’s. Dankzij de veel scherpere nieuwe live-beelden konden astronomen voor het eerst schatten hoeveel onzichtbare atomen het stelsel maximaal bevat. (Credit: ASTRON/Futselaar/van Leeuwen).
FRBs, Fast Radio Bursts, behoren tot de felste ontploffingen in het heelal. De explosies zenden daarbij vooral radiogolven uit. Deze ‘snelle radiogolf-flitsen’ zijn zo krachtig dat ze met radiotelescopen te zien zijn op afstanden van meer dan 4 miljard (!) lichtjaar. Om over zulke extreem grote afstanden nog zichtbaar te zijn voor radiotelescopen, moeten ze immense hoeveelheden energie herbergen. Bij het afgaan bevat een enkele FRB 10 biljoen (10 miljoen keer een miljoen) maal het jaarlijkse energieverbruik van de gehele wereldbevolking.
Dat FRBs enorme hoeveelheden energie opwekken, maakt ze zeer interessant. Waarschijnlijk worden ze door ‘neutronensterren’ uitgezonden. De dichtheid en magneetveld-sterkte van die extreem compacte sterren zijn uniek in het heelal. Door de flitsen te bestuderen kunnen astronomen de fundamentele eigenschappen van de materie waaruit het heelal bestaat beter begrijpen. Maar de flitsen vormen lastige onderzoeksobjecten: je weet van tevoren niet waar aan de hemel de volgende afgaat. En een FRB duurt niet langer dan milliseconde: als je net met je ogen knippert, is hij voorbij.
Westerbork heeft nu dankzij nieuwe ontvangers en een nieuwe supercomputer (het Apertif Radio Transient System, ARTS) niet alleen vijf van deze FRBs waargenomen, maar ook nog eens in zeer scherp beeld, zegt onderzoeksleider Joeri van Leeuwen (ASTRON): “Nu hebben we een instrument dat zowel een heel breed blikveld heeft, als heel scherp kan zien. En dat allemaal rechtstreeks, live. Dat is voor het eerst.”
Eerder zagen radiotelescopen zoals Westerbork de FRBs als met de facetogen van een vlieg; vliegen kunnen bewegingen in alle richtingen heel goed waarnemen, maar zien niet scherp. Met de upgrade heeft Westerbork de vliegenogen gekruist met arendsogen. De ARTS supercomputer combineert continu de beelden van twaalf Westerbork-schotels en maakt daarmee een scherp plaatje van een gigantisch blikveld. “De complexe elektronica die je daarvoor nodig hebt, is niet zomaar te koop”, zegt systeemarchitect Eric Kooistra (ASTRON). “Veel hebben we zelf ontworpen, met een groot team. Nu staat er een hypermodern systeem, een van de krachtigste ter wereld.”
Melkwegstelsels doorkruisen
Astronomen willen begrijpen hoe de FRBs zulke felle flitsen maken, en waarom. Maar de flitsen zijn ook interessant omdat ze op hun weg naar Aarde andere melkwegstelsels doorkruisen. Elektronen in die melkwegstelsels, normaal veelal onzichtbaar, vervormen de flitsen. Het opsporen van de onzichtbare elektronen en bijbehorende atomen is belangrijk, omdat het merendeel van de materie in het heelal donker is en onbegrepen. Radiotelescopen konden de plek waar een FRB plaatsvond eerder slechts grofweg aanduiden. Dankzij de ARTS supercomputer kan Westerbork nu heel nauwkeurig de exacte locatie van een FRB aangeven. Van Leeuwen: “Drie van de FRBs die we ontdekten, bleken ons buurmelkwegstelsel de Driehoeksnevel te hebben doorspiest! Daarmee hebben we voor het eerst kunnen tellen hoeveel onzichtbare elektronen dat stelsel maximaal bevat. Een fantastisch resultaat.”
Vakartikel
The Apertif Radio Transient System (ARTS): Design, commissioning, data release, and detection of the first five fast radio bursts
Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra en het ARTS + Apertif Team, Astronomy & Astrophysics, 12 April 2023.Bron: ASTRON.
Speak Your Mind