Door de plaats te bestuderen van een spectaculaire stellaire explosie die in april 2020 werd waargenomen, een door Chalmers geleid team van wetenschappers heeft vier Europese radiotelescopen gebruikt om te bevestigen dat de meest opwindende puzzel van de astronomie op het punt staat te worden opgelost. Snelle radio-uitbarstingen, onvoorspelbare milliseconden lange radiosignalen gezien op grote afstanden in het heelal, worden gegenereerd door extreme sterren die magnetars worden genoemd - en zijn verbazingwekkend divers in helderheid.

Al meer dan een decennium, het fenomeen dat bekend staat als snelle radio-uitbarstingen heeft astronomen opgewonden en verbijsterd. Deze buitengewoon heldere maar extreem korte flitsen van radiogolven - die slechts milliseconden duren - bereiken de aarde vanuit sterrenstelsels die miljarden lichtjaren verwijderd zijn.

In april 2020, een van de uitbarstingen werd voor het eerst waargenomen vanuit ons melkwegstelsel, De melkweg, door radiotelescopen CHIME en STARE2. De onverwachte uitbarsting werd getraceerd naar een voorheen bekende bron op slechts 25.000 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Vulpecula, de Vos, en wetenschappers over de hele wereld coördineerden hun inspanningen om de ontdekking op te volgen.

In mei, een team van wetenschappers onder leiding van Franz Kirsten (Chalmers) wees vier van Europa's beste radiotelescopen naar de bron, bekend als SGR 1935+2154. Hun resultaten worden vandaag gepubliceerd in een paper in het tijdschrift Natuurastronomie .

"We wisten niet wat we konden verwachten. Onze radiotelescopen hadden slechts zelden snelle radio-uitbarstingen kunnen zien, en deze bron leek iets compleet nieuws te doen. We hoopten verrast te worden, zei Mark Snelders, teamlid van het Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde, Universiteit van Amsterdam.

De radiotelescopen, elk een gerecht in Nederland en Polen en twee bij Onsala Space Observatory in Zweden, meer dan vier weken na de ontdekking van de eerste flits elke nacht de bron bewaakten, een totaal van 522 uur observatie.

Op de avond van 24 mei kreeg het team de verrassing waar ze naar op zoek waren. Om 23:19 lokale tijd, de Westerbork-telescoop in Nederland, de enige van de groep die dienst heeft, een dramatisch en onverwacht signaal opgevangen:twee korte uitbarstingen, elk een milliseconde lang maar 1,4 seconden uit elkaar.

Kenzie Nimmo, astronoom bij Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde en ASTRON, maakt deel uit van het team.

"We zagen duidelijk twee uitbarstingen, zeer dichtbij in de tijd. Zoals de flits gezien vanuit dezelfde bron op 28 april, dit leek precies op de snelle radio-uitbarstingen die we vanuit het verre heelal hadden gezien, alleen dimmen. De twee uitbarstingen die we op 24 mei ontdekten, waren nog zwakker dan dat", ze zei.

Dit was nieuw, sterk bewijs dat snelle radio-uitbarstingen verbindt met magnetars, dachten de wetenschappers. Net als verder weg gelegen bronnen van snelle radioflitsen, SGR 1935+2154 leek met willekeurige tussenpozen bursts te produceren, en over een enorm helderheidsbereik.

"De helderste flitsen van deze magnetar zijn minstens tien miljoen keer zo helder als de zwakste. We vroegen ons af:zou dat ook kunnen gelden voor snelle radioburst-bronnen buiten ons melkwegstelsel? Als, dan creëren de magnetars van het universum bundels van radiogolven die de hele tijd de kosmos kunnen doorkruisen - en veel hiervan zouden binnen het bereik van telescopen van bescheiden afmetingen zoals de onze kunnen zijn", zei teamlid Jason Hessels (Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde en ASTRON, Nederland).

Neutronensterren zijn de kleine, extreem dichte overblijfselen die achterblijven wanneer een kortlevende ster van meer dan acht keer de massa van de zon als een supernova explodeert. Al 50 jaar, astronomen hebben pulsars bestudeerd, neutronensterren die met klokachtige regelmaat pulsen van radiogolven en andere straling uitzenden. Er wordt aangenomen dat alle pulsars sterke magnetische velden hebben, maar de magnetars zijn de sterkste bekende magneten in het universum, elk met een magnetisch veld dat honderden biljoenen keren sterker is dan dat van de zon.

In de toekomst, het team streeft ernaar de radiotelescopen SGR 1935+2154 en andere nabije magnetars in de gaten te houden, in de hoop vast te stellen hoe deze extreme sterren hun korte uitbarstingen van straling maken.

Wetenschappers hebben veel ideeën gepresenteerd over hoe snel radio-uitbarstingen worden gegenereerd. Frans Kirsten, astronoom bij Onsala Space Observatory, Chalmers, die het project leidde, verwacht dat het snelle begrip van de fysica achter snelle radio-uitbarstingen zich zal voortzetten.

"Het vuurwerk van deze geweldige, nabijgelegen magnetar hebben ons opwindende aanwijzingen gegeven over hoe snel radio-uitbarstingen kunnen worden gegenereerd. De uitbarstingen die we op 24 mei hebben gedetecteerd, kunnen wijzen op een dramatische storing in de magnetosfeer van de ster. dicht bij zijn oppervlak. Andere mogelijke verklaringen, als schokgolven verder weg van de magnetar, lijkt minder waarschijnlijk, maar ik zou blij zijn als mijn ongelijk bewezen zou worden. Wat de antwoorden ook zijn, we kunnen de komende maanden en jaren nieuwe metingen en nieuwe verrassingen verwachten", hij zei.