Bron ritmische snelle radioflits brandschoon en niet gehinderd door dubbelster

Een Nederlands team van astronomen heeft ontdekt dat het herhalende patroon in de kosmische radioflitser FRB20180916B niet wordt veroorzaakt door de krachtige sterrenwind van een begeleidende ster, zoals eerder werd vermoed. De flitsen komen mogelijk van een zeer sterk gemagnetiseerde maar eenzame neutronenster, een zogeheten magnetar. De astronomen deden deze ontdekking binnen een unieke combinatie van waarnemingen met twee van de grootste radiotelescopen ter wereld: LOFAR en Westerbork.

De Westerborktelescoop (links) nam een ritmische snelle radioflits als eerste waar, aan de blauwe, korte-golf radiohemel. Pas veel later zond de bron rode, lange-golfflitsen uit. De LOFAR-telescoop (rechts) heeft zulke flitsen nu voor het eerst waargenomen. Het kleur-afhankelijke flitsgedrag betekent dat de bron niet periodiek door de wind van een begeleidende ster wordt verduisterd. (Credit: Joeri van Leeuwen)

Snelle radioflitsen (Fast Radio Bursts – FRB’s) behoren tot de heftigste uitbarstingen in het heelal, maar astronomen dachten tot nu toe dat ze door een elektronenmist werden verhuld. Uit de nieuwe waarnemingen blijken ze echter helder zichtbaar. Het resultaat verschijnt deze week in het tijdschrift Nature.

Het gebruik van ‘radiokleuren’ leidde tot de doorbraak. In zichtbaar licht zien we de verschillende golflengten als verschillende kleuren. Zo loopt de regenboog van blauw licht (kortere golflengte) naar rood licht (langere golflengte). Elektromagnetische straling waarvan de golflengte te kort of te lang is voor het menselijke oog, kan ook als licht worden omschreven. Sterrenkundigen noemen dit bijvoorbeeld ultraviolet licht, of radiolicht. Radiolicht bevindt zich voorbij de rode kant van de gewone regenboog. Binnen het radiolicht is blauwer licht (kortere golflengte) weer te onderscheiden van roder licht (langere golflengte). Radiogolven zijn een miljoen maal langer dan die in zichtbaar blauw en rood licht, maar in essentie zijn verschillende radiogolflengtes ook gewoon kleuren.

De onderzoekers bestudeerden de snelle radioflitser FRB20180916B op twee golflengtes tegelijk: één blauwer, en één veel roder. De radioflitsen zijn zeer energierijke fenomenen en duren slechts een duizendste van een seconde. De energie achter de flits moet immens zijn, maar sterrenkundigen snappen nog niet precies hun herkomst. Sommige FRB’s zenden meerdere flitsen uit, FRB20180916B zelfs met regelmaat. Sterrenkundigen vermoedden daarom dat de flitsen van dubbelsterren komen. Die draaien zeer regelmatig om elkaar heen, en kunnen elkaar met hun sterrenwind verduisteren. “De sterrenwind van de begeleider zou het meeste blauwe, korte-golf-radiolicht moeten doorlaten, maar het rode, lange-golf-radiolicht niet,” zegt eerste auteur Inés Pastor-Marazuela (Universiteit van Amsterdam en ASTRON).

Sterrenkundigen dachten dat een dichte elektronmist snelle radioflitsen verduisterde. Waarnemingen met LOFAR (rechts) en Westerbork (links) hebben dit nu ontkracht. Nu hun omgeving brandschoon blijkt, zijn de flitsers nog betrouwbaardere bakens in het heelal (Credit: Joeri van Leeuwen).

Om dat idee te testen, combineerden de astronomen de LOFAR-telescoop met de vernieuwde Westerbork-telescoop. Zo konden ze FRB20180916B tegelijkertijd in twee radiokleuren waarnemen. Westerbork onderzocht de blauwere golflengte van 21 centimeter; LOFAR keek naar de veel rodere golflengte van 3 meter. De telescopen maakten elk een hogesnelheidsfilm van de bron, met duizenden beelden per seconde. Een zelflerende supercomputer doorzocht de beelden direct en continue. “Toen we de twee kleuren vergeleken, wachtte ons een grote verrassing,” zegt Pastor-Marazuela. “Uit de gangbare sterrenwindmodellen voor FRB’s zou je namelijk verwachten alleen, of in ieder geval vooral, blauwere flitsen te zien. Maar wat we vonden was twee dagen vol blauwere radioflitsen, gevolgd door drie dagen met rodere. De eerdere modellen kunnen dus niet kloppen, er is iets anders aan de hand.”

Dit was de eerste keer dat astronomen een snelle radioflits zagen met LOFAR. Op golflengtes langer dan 1 meter waren ze nooit eerder waargenomen. “We proberen al meer dan 10 jaar FRB’s te ontdekken met LOFAR. We hadden al onvoorstelbaar veel data doorzocht. Tot nu toe zonder resultaat. Ik had het al bijna opgegeven,” zegt coauteur Sander ter Veen (ASTRON).

De detectie is belangrijk omdat het betekent dat het rodere, lange-golf-radiolicht toch kan ontsnappen uit de directe omgeving van de felle bron. “Sommige FRB’s blijken dus kraakhelder zichtbaar, ongehinderd door eventuele elektronenmist in hun sterrenstelsel. Dat is heel interessant”, zegt coauteur Liam Connor (UvA/ASTRON), “omdat we FRB’s daardoor kunnen gebruiken als bakens om de atomen in het heelal in kaart te brengen. Een groot deel van die materie lijkt namelijk kwijt.”

De LOFAR radiostations in West-Europa. Credit: ASTRON.

De twee Nederlandse radiotelescopen speelden een sleutelrol in de ontdekkingen. LOFAR is een lange-golf-radiotelescoop die verspreid is over heel Europa, met Drenthe als centrum. De schotels bij Westerbork zijn recent vernieuwd met de (kortere golf) Apertif-ontvangers, radio-hogesnelheidscamera’s. Daarmee is ook de Westerbork-telescoop weer wereldwijd toonaangevend. De doorbraak kwam toen het team de twee direct op elkaar aansloot, en als één liet samenwerken.

Onderzoeksleider Dr. Joeri van Leeuwen (ASTRON/UvA): “We hebben eerst een zelflerende supercomputer voor Westerbork gebouwd. Die fungeert als de visuele hersenen en kan de flitsen razendsnel herkennen. Bij iedere korte-golf-FRB seinde Westerbork volautomatisch LOFAR in, maar LOFAR zag niks. Eerst verdachten we de voorspelde mist rond de FRB-bron ervan die rodere, lange-golf-flitsen tegen te houden – maar tot onze verbazing verschenen de rodere flitsen alsnog, toen de blauwere al gestopt waren. Meteen was duidelijk dat de dubbelsterwind-modellen niet zomaar konden kloppen. De snelle radioflitsen ontsnappen ongehinderd, en worden waarschijnlijk uitgezonden door magnetars.”

Zulke magnetars zijn neutronsterren met een dichtheid vele malen hoger dan lood, en zijn ook gigantisch sterk gemagnetiseerd. “Een eenzame, langzaam draaiende magnetar verklaart het nieuw ontdekte gedrag het beste,” zegt Pastor-Marazuela. “Het voelt alsof je een detective bent die dicht bij de ontknoping is – onze waarnemingen laten nog maar weinig modellen voor FRB’s over.” Bron: Astronomie.nl.

Hubble laat zien dat snelle radioflitsen plaatsvinden in de spiraalarmen van sterrenstelsels

Een voorbeeld van de lokatie waar de snelle radioflitsen zich afspeelden. Credit: NASA, ESA, Alexandra Mannings (UC Santa Cruz), Wen-fai Fong (Northwestern)

Afgelopen twintig jaar zijn er meer dan duizend van waargenomen: snelle radioflitsen [1]Waargenomen vanaf 24 juli 2001, toen de eerste werd ontdekt met de Parkes radiotelescoop in Australië. (Fast Radiobursts, FRB’s), uitbarstingen in radiolicht waarbij in een duizendste van een seconde net zoveel energie vrijkomt als de zon in een heel jaar produceert. Sterrenkundigen willen graag de ware aard van de snelle radioflitsen doorgronden, maar probleem daarbij is dat ze zo kort duren dat in de meeste gevallen de exacte bron aan de hemel niet meer te achterhalen valt – van slechts 15 stuks is ze dat gelukt. Nu hebben sterrenkundigen met behulp van de Hubble ruimtetelescoop van vijf snelle radioflitsen hun precieze positie aan de hemel kunnen vaststellen en die blijkt telkens te liggen in de spiraalarmen van sterrenstelsels. Alexandra Mannings (University of California, Santa Cruz) en haar team konden met behulp van de hoge resolutiefoto’s die Hubble kon maken zien dat de vijf snelle radioflitsen niet plaatsvonden in de helderste delen van de spiraalarmen, waar zich de jonge, zware sterren bevinden, maar in de minder heldere gebieden. Men denkt daarom dat de oorzaak van de radioflitsen niet ligt bij de jonge, zware sterren die als supernovae exploderen, en ook niet bij botsende neutronensterren. Ook vinden ze niet plaats in dwergsterrenstelsels. Wat vermoedelijk wel de oorzaak is en welk model door deze waarnemingen ook wordt versterkt, zijn magnetars, zeer snel roterende neutronensterren met een zeer krachtig magnetisch veld. Jonge magnetars zouden dan af en toe uitbarstingen kunnen hebben, die als de snelle radioflitsen worden waargenomen. Het vakartikel over de waarnemingen zal binnenkort verschijnen in the Astrophysical Journal. Bron: Hubble.

References[+]

References
1 Waargenomen vanaf 24 juli 2001, toen de eerste werd ontdekt met de Parkes radiotelescoop in Australië.

Repeterende snelle radioflits ontdekt met de iconische Lovell radiotelescoop van Jodrell Bank

Impressie van FRB 121102 (in blauw) die ergens anders omheen draait. Credit: Kristi Mickaliger

Door gedurende vier jaar de radiobron FRB 121102 in de gaten te houden met de iconische Lovell radiotelescoop van  het Jodrell Bank observatorium in Engeland hebben sterrenkundigen ontdekt dat het een repeterende snelle radioflitser is. Die snelle radioflitsers (Engels: Fast radiobursts, FRB’s) werden in 2007 voor het eerst ontdekt en het overgrote deel ervan is eenmalig: een zeer korte flits van radiostraling, waarbij enorm veel energie vrijkomt – wat de zon in 80 jaar aan energie produceert, dat komt bij zo’n snelle radioflits in een milliseconde vrij. Tot nu toe waren er twee andere FRB’s bekend die repeterend waren, FRB 180916, die een periode van 16,35 dagen kent, en FRB 180814, waarvan ze  zes opeenvolgende uitbarstingen hebben gedetecteerd. Van FRB 121102 was al eerder bekend dat ‘ie repeterend was en ook waar ‘ie vandaan kwam (een sterrenstelsel op drie miljard lichtjaar afstand), maar de periode was niet bekend.

De Lovell radiotelescoop van Jodrell Bank in Engeland. Credit: Mike Peel; Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester.

Maar met de Lovell radiotelescoop konden ze afgelopen vier jaar 32 uitbarstingen detecteren van deze snelle radioflits en daardoor was men in staat te bepalen dat die uitbarstingen een cyclisch patroon volgen: de uitbarstingen vinden plaats in een periode die 90 dagen duurt, gevolgd door een stille periode van 67 dagen, daarna weer een periode van 90 dagen met uitbarstingen, enzovoorts. Bij elkaar dus een cyclus van 157 dagen. Door die cyclus vermoeden dat er bij FRB 121102 sprake is van een dubbelster, waarbij de veroorzaker ergens anders omheen draait, een zware ster, neutronenster of zwart gat. Eerder werd gesuggereerd dat repeterende snelle radioflitsen veroorzaakt zouden kunnen worden door de precessie van magnetars, zeer snel roterende neutronensterren met een extreem krachtig magnetisch veld, wiens magnetische as rondtolt als een tol. Maar een lange periode van 157 dagen valt slecht te rijmen met die suggestie. Wat dan wel de oorzaak is van de periodiciteit moet nog uitgezocht worden. Hier het vakartikel van Kaustubh Rajwade (University of Manchester) en z’n team, verschenen in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: Universiteit van Manchester.

Snelle radioflitsen tonen de ontbrekende materie in de intergalactische ruimte

Credit: ICRAR / Illustris.

Een schamele vijf procent van alle massa-energie in het heelal bestaat uit gewone materie, waar sterren en planeten uit bestaan, de rest is de mysterieuze donkere materie (27%) en donkere energie (68%). Probleem is niet alleen dat we nog weinig weten van die ‘donkere sector’ van het heelal, maar ook dat het grootste deel van de gewone materie wordt vermist. Tel de massa op van alle zichtbare massa in het heelal, dan komen de sterrenkundigen maar op de helft van wat er op theoretische gronden zou moeten zijn – zie daar het probleem van de ‘missing baryons’, de baryonen zijn de klasse van deeltjes waaruit alle bekende materie bestaat.

impressie van een uitbarsting van een radioflits in een ver sterrenstelsel. Credit: ICRAR.

De sterrenkundigen hadden eerder al het vermoeden dat de ontbrekende materie zich in de intergalactische ruimte bevindt, de ruimte tussen de (clusters van) sterrenstelsels. Dat vermoeden is nu bevestigd en wel door waarnemingen die zijn gedaan aan snelle radioflitsen (Engels: FRB’s – fast radiobursts). Dat zijn zeer kortstondige uitbarstingen van radiostraling, waarbij in korte tijd heel veel straling wordt uitgezonden. Een team van sterrenkundigen onder leiding van Jean-Pierre Macquart van het International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) in Australië heeft met behulp van de Australische Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) radiotelescoop zes radioflitsen onderzocht, waarvan precies bekend is in welk sterrenstelsels ze plaatsvonden (zie afbeelding hieronder). Dankzij die exacte positionering aan de hemel kon men weten wat de afstand van de FRB’s tot de aarde is. Van de zes onderzochte radioflitsen kon men vervolgens de zogeheten dispersie bepalen, het verschil in aankomsttijd bij de aarde van de radiostraling met hogere en lagere frekwentie.

Credit: J.-P. Macquart et al.

De radiogolven met een hogere frequentie bereiken ons eerder dan die met een lagere frequentie, iets dat vergelijkbaar is met de manier waarop zonlicht dat door een prisma gaat in verschillende kleuren wordt gescheiden. Hoe sterker de dispersie, des te meer materie is het radiosignaal onderweg tegengekomen, waarbij de straling met lagere frekwentie vaker ‘gehinderd’ wordt dooe die materie. De dispersie wordt gemeten in cm-³ pc (één parsec is 3,09 × 10^18 cm). Wat blijkt uit de metingen met de zes FRB’s: de door ASKAP waargenomen dispersie van de 6 FRB’s ligt tussen 321 en 593 cm-³ pc. Het sterrenstelsel waar de FRB plaatsvond draagt aan die dispersie naar schatting zo’n 50–100 cm-³ pc bij, de Melkweg zo’n 30 cm-³ pc. De rest van de dispersie is te danken aan de baryonische materie van het intergalactische medium. Daar bevindt het zich vermoedelijk in langgerekte filamenten, die in stand worden gehouden door het kosmische web van donkere materie. Eh… is dat veel, die restwaarde die ze gevonden hebben? Nou het is omgerekend ongeveer één à twee atomen per stuk ruimte ter grootte van een bescheiden kantoorkamer. En dat is genoeg om de vermissende baryonische materie mee te verklaren. Hier het vakartikel over de waarnemingen, verschenen in Nature. Bron: Phys.org + Francis Naukas.

Is er een verband tussen gammaflitsers (GRB’s) en snelle radioflitsen (FRB’s)?

Impressie van een magnetar. Credits: M. Weiss/CfA.

Toeval bestaat niet, zeggen ze wel eens. En dat lijkt nou ook op te gaan voor de vraag of er een verband is tussen gammaflitsers (Engels: Gamma Ray-Bursts, GRB’s) en snelle radioflitsen (Fast Radio Bursts, FRB’s). Gisteravond werd die vraag gesteld tijdens de zeer interessante online versie van Astronomy on Tap (AoT Leiden, normaal gesproken één keer per maand live IN een bar in Leiden) en de sterrenkundige Emily Petroff beantwoordde de vraag – zie de video hieronder vanaf 1h22m50s (sowieso het bekijken van de gehele video waard).

Antwoord van Petroff: het zou kunnen, maar we weten het niet. En nu, één dag na de AoT lees ik op de ArXiver dit binnengekomen vakartikel:

Is GRB 110715A the progenitor of FRB 171209? X. Wang, L. Li, Y. Yang, et. al.

Tsjonge, hoe bestaat het, zo kort na elkaar. In het artikel zeggen ze dat er mogelijk twee waarnemingen zijn gedaan van een GRB en een FRB die dezelfde bron hebben. De onderzoekers onderzochten 110 FRB’s en 1440 GRB’s en daarbij keken ze vooral of er een ruimtelijk verband is, of ze op dezelfde lokatie aan de hemel plaatsvonden. Bij eentje is dat geval gevonden, bij FRB 171209, ontdekt met de Parkes radiotelescoop in Australië, en de langdurende GRB 110715A. De GRB vond plaats op 11 juli 2015, de FRB was op 12 september 2017. Nee, een kortstondige uitbarsting op hetzelfde moment was er niet, maar wel eentje vanuit dezelfde lokatie, een sterrenstelsel met een roodverschuiving van z=0,82 (7 miljard lichtjaar afstand). Het verband tussen de twee gebeurtenissen is statistisch niet erg hard (tussen 2,28 en 2,55 sigma, pas vanaf 5 sigma is sprake van een bewijs), maar mocht het verband er daadwerkelijk zijn dan denken ze dat de magnetar die de GRB veroorzaakte, óók de FRB heeft veroorzaakt. Bron: ArXiver.

Mysterieuze radioflits verlicht de serene halo van een sterrenstelsel

Artist’s impression van een snelle radioflits die door de ruimte reist en de aarde bereikt. Credit: ESO/M. Kornmesser

Astronomen die gebruik maken van ESO’s Very Large Telescope hebben voor het eerst waarnemingen gedaan van een snelle radioflits die door de halo van een sterrenstelsel heen ging. De mysterieuze uitbarsting van kosmische radiostraling, die nog geen milliseconde duurde, passeerde de halo vrijwel onverstoord, wat erop wijst dat deze verrassend ijl is en geen sterk magnetisch veld heeft. Deze techniek kan worden gebruikt om ook de ongrijpbare halo’s van andere sterrenstelsels te onderzoeken.

Met behulp van het signaal van een snelle radioflits hebben astronomen het diffuse gas in de halo van een massarijk sterrenstelsel doorgelicht [1]De halo van ijl gas strekt zich uit tot ver buiten het lichtgevende deel van een sterrenstelsel, waar zich de sterren hebben verzameld. Hoewel dit hete, diffuse gas meer aan de massa van een … Continue reading. In november 2018 detecteerde de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) radiotelescoop een snelle radioflits die de aanduiding FRB 181112 kreeg. Vervolgwaarnemingen met ESO’s Very Large Telescope (VLT) en andere telescopen hebben laten zien dat de radiopulsen onderweg naar de aarde door de halo van een groot sterrenstelsel zijn gegaan. Deze ontdekking stelde astronomen in de gelegenheid om het radiosignaal te onderzoeken op aanwijzingen over de eigenschappen van het halogas.

nfographic die laat zien dat FRB 181112 dwars door de halo van een tussenliggend sterrenstelsel is gegaan. Credit: ESO/M. Kornmesser

‘Het signaal van de snelle radioflits heeft de eigenschappen van het magnetische veld rond het sterrenstelsel en de structuur van het halogas onthuld. Het onderzoek heeft een nieuwe techniek opgeleverd voor het onderzoek van de halo’s van sterrenstelsels’, zegt J. Xavier Prochaska, hoogleraar astronomie en astrofysica aan de Universiteit van Californië in Santa Cruz en hoofdauteur van het onderzoeksverslag dat vandaag in het tijdschrift Science is verschenen.

Astronomen weten nog steeds niet waardoor snelle radioflitsen worden veroorzaakt en zijn er pas onlangs in geslaagd om van enkele van deze zeer korte, heel heldere radiosignalen vast te stellen uit welke sterrenstelsels zij afkomstig waren. ‘Toen we de radio-opnamen over optische beelden heen legden, zagen we direct dat de snelle radioflits door de halo van een sterrenstelsel dat toevallig op de voorgrond staat heen is gegaan’, zegt medeauteur Cherie Day, promovendus aan Swinburne University of Technology in Australië. ‘Dat stelde ons voor het eerst in staat om de anderszins onzichtbare materie rond dit sterrenstelsel rechtstreeks te onderzoeken.’

Een galactische halo bevat zowel donkere als normale – of baryonische – materie. Deze laatste bestaat voornamelijk uit heet geïoniseerd gas. Waar het lichtgevende deel van een massarijk sterrenstelsel een middellijn van ruwweg 30.000 lichtjaar heeft, is zijn min of meer bolvormige halo tien keer zo groot. Halogas dat naar het centrum van het sterrenstelsel toe valt, dient als grondstof voor de vorming van sterren. Andere processen, zoals supernova-explosies, bewerkstelligen het tegenovergestelde: ze blazen materiaal uit stervormingsgebieden de galactische halo in. Een van de redenen waarom astronomen het halogas willen onderzoeken, is om meer te weten te komen over dit uitstootproces, dat de stervorming geheel kan stilleggen.

VLT-opname van de positie van FRB 181112. Credit: ESO/X. Prochaska et al.

‘De halo van dit sterrenstelsel is verrassend rustig’, zegt Prochaska. ‘Het radiosignaal is vrijwel niet verstoord door het sterrenstelsel, wat in schril contrast staat met wat modellen eerder hebben voorspeld.’

Het signaal van FRB 181112 bestond uit meerdere pulsen, die elk minder dan 40 microseconden duurden (10.000 keer korter dan een oogknippering). De korte duur van de pulsen legt een bovenlimiet op aan de dichtheid van het halogas, omdat de tocht door een dichter medium de duur van het radiosignaal zou verbreden. De onderzoekers hebben berekend dat de dichtheid van het halogas minder dan 0,1 atoom per kubieke centimeter moet zijn (vergelijkbaar met een paar honderd atomen in een volume ter grootte van een feestballon) [2]De dichtheid legt ook grenzen op aan de mogelijkheid van turbulentie of van koel gas binnen de halo. ‘Koel’ is hier een relatief begrip: het gaat om temperaturen van circa 10.000 °C, wat … Continue reading.

‘Net als de trillende lucht op een warme zomerdag, zou de ijle atmosfeer van dit massarijke sterrenstelsel het signaal van de snelle radioflits moeten vervormen. Maar in plaats daarvan ontvingen we een puls die zo maagdelijk en scherp is dat het gas geen sporen heeft achtergelaten,’ zegt mede-auteur Jean-Pierre Macquart, astronoom aan het International Center for Radio Astronomy Research van Curtin University in Australië.

Bij het onderzoek zijn geen bewijzen gevonden voor koude turbulente wolken of kleine compacte samenballingen van koel halogas. Het signaal van de snelle radioflits heeft ook informatie opgeleverd over het magnetische veld in de halo, dat erg zwak blijkt te zijn – een miljard keer zwakker dan dat van een koelkastmagneet.

Op basis van de resultaten van slechts één galactische halo kunnen de onderzoekers niet zeggen of de lage dichtheid en de geringe magnetische veldsterkte die zij gemeten hebben ongewoon zijn of dat deze eigenschappen bij eerdere onderzoeken van galactische halo’s overschat zijn. Prochaska zegt dat hij verwacht dat ASKAP en andere radiotelescopen de snelle radioflitsen zullen benutten om de eigenschappen van veel meer galactische halo’s te onderzoeken.

‘Misschien is dit sterrenstelsel wel een buitenbeentje,’ zegt hij. ‘Pas als we snelle radioflitsen hebben kunnen gebruiken om tientallen of honderden sterrenstelsels van uiteenlopende massa’s en leeftijden te onderzoeken, krijgen we beeld van de volledige populatie.’ Optische telescopen zoals ESO’s VLT spelen een belangrijke rol bij de bepaling van de afstand van het sterrenstelsel waaruit zo’n radioflits afkomstig is, en bij de vaststelling of de radioflits door de halo van een voorgrondstelsel kan zijn gegaan. Bron: ESO.

References[+]

References
1 De halo van ijl gas strekt zich uit tot ver buiten het lichtgevende deel van een sterrenstelsel, waar zich de sterren hebben verzameld. Hoewel dit hete, diffuse gas meer aan de massa van een sterrenstelsel bijdraagt dan de sterren, laat het zich maar moeilijk onderzoeken.
2 De dichtheid legt ook grenzen op aan de mogelijkheid van turbulentie of van koel gas binnen de halo. ‘Koel’ is hier een relatief begrip: het gaat om temperaturen van circa 10.000 °C, wat aanzienlijk minder is dan de 1 miljoen graden van het hete halogas.

Krachtige snelle radioflits geeft sterrenkundigen inzicht in de intergalactische ruimte

Twinkelingen in de radiostraling van FRB150807 bij verschillende golflengtes. Credit: Dr Vikram Ravi/Caltech and Dr Ryan Shannon/ICRAR-Curtin/CSIRO

Sinds de ontdekking van de allereerste snelle radioflits (Engels: Fast Radio Burst, FRB. Ze worden ook wel Lorimer uitbarstingen genoemd) op 21 juni 2001 met de Parkes radiotelescoop in Australië hebben sterrenkundigen 18 van die flitsen aan de hemel ontdekt [1]Máár 18! Men vermoedt dat er per dag tussen de 2.000 en 10.000 FRB’s aan de hemel te zien zijn.  Alleen worden ze gemist doordat ze zo kort duren en de meesten zwak zijn. Vanaf februari … Continue reading. De meest krachtige tot nu toe was FRB 150807, die plaatsvond op 7 augustus 2015 en die met diezelfde radiotelescoop werd ontdekt. Het is dankzij die waarneming dat de sterrenkundigen meer inzicht hebben gekregen in de structuur van de intergalactische ruimte, de ruimte buiten ons Melkwegstelsel. Want FRB 150807 is de eerste snelle radioflits die gelinkt kan worden aan een ander sterrenstelsel. Dat is niet alleen te danken aan het feit dat het de tot nu toe meest krachtige snelle radioflits is, die is waargenomen, maar ook aan het feit dat op het moment dat de radioflits gebeurde, iets wat slechts een paar milliseconden duurt, de Parkes telescoop juist in die richting keek. Eigenlijk was men een pulsar aan het waarnemen, maar vlak daarbij stond dat stelsel waarin FRB 150807 plaatsvond, het sterrenstelsel genaamd VHS7. Let wel: de pulsar en het stelsel staan schijnbaar vlak bij elkaar aan de hemel, want het stelsel staat ongeveer een miljoen keer verder weg.

Het gebied waar FRB150807 plaatsvond. De gele cirkel is de standaard locatie, die voor FRB’s kan worden bepaald. Dankzij de kracht van deze flits kon men de locatie specifieker bepalen, aan de rand van de cirkel. Daar bevindt zich VHS7. Credit: Dr Vikram Ravi/Caltech and Dr Ryan Shannon/ICRAR-Curtin/CSIRO

Van de flits kon men bij verschillende golflengtes (in de afbeelding helemaal bovenaan weergegeven met de verschillende kleuren, de tijd staat op de x-as) de intensiteit meten. Dat leverde de sterrenkundigen inzicht op in de route die de radioflits door het intergalactische medium heeft afgelegd tussen ‘gaststelsel’ en Melkwegstelsel. Uit de twinkelingen in de radiostraling bij verschillende golflengtes heeft men kunnen afleiden dat de straling in het gaststelsel zelf weinig verstoord is en dat ook onderweg weinig hindernissen zijn geweest. Dat eerste is opmerkelijk, want tot nu toe dacht men altijd dat de snelle radioflitsen ontstaan in omgevingen met zeer sterke magnetische velden. Dat beeld moet wellicht gecorrigeerd worden. Hier het vakartikel over de waarneming aan FRB150807.  Bron: CaltechCentauri Dreams.

References[+]

References
1 Máár 18! Men vermoedt dat er per dag tussen de 2.000 en 10.000 FRB’s aan de hemel te zien zijn.  Alleen worden ze gemist doordat ze zo kort duren en de meesten zwak zijn. Vanaf februari 2017 wil men ze gaan waarnemen met het Deep Synoptic Array prototype in Californië.

Klopt de claim over de snelle radioflits FRB 150418 wel?

Credit: Keane et al.

Ruim een week geleden kwam daar het bericht dat sterrenkundigen er voor het eerst in zijn geslaagd om van een snelle radioflits – in het Engels een ‘fast radio burst’, afgekort tot FRB – vast te stellen waar ‘ie precies aan de hemel plaatsvond en wat de bron van de radioflits was. Het ging om FRB 150418, een uitbarsting die nog geen duizendste van een seconde duurde en die in april vorig jaar werd gedetecteerd met de Parkes radiotelescoop in Australië. Het was de 17e keer dat zo’n FRB was waargenomen en de eerste keer dat de bron ervan werd gelokaliseerd, een elliptisch sterrenstelsel genaamd WISE J071634.59-190039.2 (kortweg WISE 0716-19), dat zes miljard lichtjaar van de aarde staat (zie de afbeelding hierboven). Vermoedelijke bron van de snelle radioflits: twee neutronensterren die tegen elkaar knalden en samensmolten. Echter, in de dagen er na kwam er berichten die deze waarneming en de interpretatie ervan ter discussie stellen. Op 2 maart bijvoorbeeld kwam daar het bericht dat men met een andere radiotelescoop, de 305 meter grote Arecibo radiotelescoop op Puerto Rico, een andere snelle radioflits heeft gezien, die niet één keer uitbarstte, maar wel 11 keer (zie afbeelding hieronder van alle 11 de flitsen) –  FRB 121102 heette de repeterende snelle radioflits.

Credit: L. G. Spitler et al.

OK, als het twee neutronensterren zijn die tegen elkaar knallen krijg je één uitbarsting te zien, niet 11. Er werd direct geopperd dat er wellicht meerdere vormen van snelle radioflitsen zijn en dat je repeterende en eenmalige FRB’s kunt hebben. Maar dat is niet alles wat is gezegd over FRB 150418 en de claim dat ’t een stel botsende neutronensterren in het ver verwijderd ellipsstelsel WISE 0716-19 zijn. Zo is de helderheid van WISE 0716-19 op 26 en 27 februari j.l. gemeten door de sterrenkundigen Edo Berger en Peter Williams (Universiteit van Harvard) en die blijkt te zijn toegenomen. De twee wilden de radio-nagloed van de FRB meten en die bleek er een half jaar later nog steeds te zijn, hij is zelfs sterker geworden. Het gaat kennelijk om een actief sterrenstelsel en dat maakt het minder waarschijnlijk dat de bron van FRB 150418 twee botsende neutronensterren zijn. Bron: Astrobites + Francis Naukas + National Geographic.