Mysterieuze radioflitsen uit de ruimte blijken voorkeur te hebben voor extreme sterrenstelsels
Ergens in het heelal ontstaan flitsen van radiogolven die maar een paar duizendste van een seconde duren, maar in die korte tijd meer energie afgeven dan onze zon in dagen. Wetenschappers noemen ze snelle radioflitsen, oftewel FRB's (Fast Radio Bursts). Waar deze flitsen precies vandaan komen, is al jaren een raadsel. Nieuw onderzoek brengt ons nu een stap dichter bij het antwoord.
De meeste FRB's flitsen één keer en zijn dan verdwenen. Maar een klein deel herhaalt zich, en een nog kleiner deel daarvan zit vast aan iets bijzonders: een persistente radiobron. Dat is een bron die continu, zwak radio-licht uitzendt, ook wanneer er geen flits plaatsvindt. Onderzoekers vermoeden dat dit soort bronnen iets vertelt over de omgeving waarin FRB's ontstaan.
Op zoek naar de kraamkamer
Om daarachter te komen, keek een onderzoeksteam naar de sterrenstelsels waarin deze bijzondere FRB's met een persistente radiobron zich bevinden. Ze vergeleken die met de sterrenstelsels waarin gewone, meer algemene FRB's voorkomen. Het verschil bleek groot.
De sterrenstelsels met een FRB en een persistente radiobron zijn bijna altijd kleine, extreme dwergstelsels. Ze maken verhoudingsgewijs heel veel nieuwe sterren aan (een hoge "specifieke sterformatiesnelheid" genoemd) en bevatten weinig zware elementen zoals koolstof en zuurstof, iets wat astronomen "lage metalliciteit" noemen. Dat is niet wat je zou verwachten als deze FRB's simpelweg overal ontstaan waar sterren geboren worden.
Het team vergeleek deze stelsels vervolgens met de kraamkamers van drie soorten superheldere supernova-explosies: waterstofarme superheldere supernova's, waterstofrijke superheldere supernova's, en gewone supernova's die ontstaan als een zware ster instort. De uitkomst was duidelijk: de FRB-stelsels lijken het meest op de omgevingen van de waterstofarme, extreem krachtige supernova's. Ze verschillen juist sterk van de omgevingen van gewone supernova's.
Jonge magnetars als verdachte
Deze uitkomst past bij een bestaand idee: dat deze FRB's ontstaan bij jonge magnetars. Dat zijn extreem dicht opeengepakte overblijfselen van zware sterren, met een ongelooflijk sterk magnetisch veld. Zulke magnetars zouden ontstaan uit zware sterren met weinig zware elementen, precies het type sterren dat leidt tot de waterstofarme superheldere supernova's.
De onderzoekers berekenden ook hoe lang het duurt voordat het gas rond zo'n jonge magnetar doorzichtig genoeg wordt voor radiogolven om te ontsnappen. Dat komt neer op ongeveer 29 jaar, bij een radiofrequentie van 600 MHz. Dat getal klopt goed met wat je zou verwachten als deze FRB's inderdaad relatief jonge magnetars zijn.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit onderzoek toont een statistisch verband tussen twee soorten kosmische verschijnselen, geen bewijs dat magnetars daadwerkelijk de bron van deze FRB's zijn. Het gaat om één onderzoek dat gebaseerd is op een beperkt aantal bekende FRB's met een persistente radiobron. Verder onderzoek, met meer waarnemingen, moet uitwijzen of deze link standhoudt.
Toch is dit een belangrijk puzzelstukje. Als deze link klopt, verbindt het twee van de meest energierijke en mysterieuze verschijnselen in het heelal: de heftigste sterexplosies en de raadselachtige radioflitsen die soms jaren later uit hun as opduiken.