NASA heeft een lange traditie van onverwachte ontdekkingen, en de TESS-missie van het ruimteprogramma is niet anders. SMU-astrofysicus en haar team hebben een bijzonder heldere gammastraaluitbarsting ontdekt met behulp van een NASA-telescoop die is ontworpen om exoplaneten te vinden - die buiten ons zonnestelsel voorkomen - met name die die mogelijk leven kunnen ondersteunen.

Het is de eerste keer dat een gammaflits op deze manier is gevonden.

Gammastraaluitbarstingen zijn de helderste explosies in het heelal, meestal geassocieerd met de ineenstorting van een massieve ster en de geboorte van een zwart gat. Ze kunnen net zoveel radioactieve energie produceren als de zon zal vrijgeven gedurende haar hele bestaan ​​van 10 miljard jaar.

Krista Lynne Smit, een assistent-professor natuurkunde aan de Southern Methodist University, en haar team bevestigde dat de ontploffing - GRB 191016A genaamd - op 16 oktober plaatsvond en ook de locatie en duur ervan bepaald. Een studie over de ontdekking is gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift .

"Onze bevindingen bewijzen dat deze TESS-telescoop niet alleen nuttig is voor het vinden van nieuwe planeten, maar ook voor hoogenergetische astrofysica, " zei Smit, die gespecialiseerd is in het gebruik van satellieten zoals TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) om superzware zwarte gaten en het omringende gas te bestuderen. Dergelijke studies werpen licht op het gedrag van materie in de diep vervormde ruimtetijd rond zwarte gaten en de processen waarmee zwarte gaten krachtige jets uitzenden in hun gastheerstelsels.

Smith berekende dat GRB 191016A een piekmagnitude van 15,1 had, wat betekent dat het 10 was, 000 keer zwakker dan de zwakste sterren die we met het blote oog kunnen zien.

Dat klinkt misschien heel vaag, maar de zwakte heeft te maken met hoe ver de uitbarsting plaatsvond. Er wordt geschat dat het licht van het sterrenstelsel van GRB 191016A 11,7 miljard jaar heeft gereisd voordat het zichtbaar werd in de TESS-telescoop.

De meeste gammaflitsen zijn zwakker - dichter bij 160, 000 keer zwakker dan de zwakste sterren.

De burst bereikte zijn piekhelderheid ergens tussen 1 000 en 2, 600 seconden, vervaagde vervolgens geleidelijk totdat het onder het vermogen van TESS viel om het te detecteren, ongeveer 7000 seconden nadat het voor het eerst afging.

Hoe SMU en een team van exoplaneetspecialisten de uitbarsting bevestigden

Deze gammastraaluitbarsting werd voor het eerst gedetecteerd door een NASA-satelliet genaamd Swift-BAT, die werd gebouwd om deze uitbarstingen te vinden. Maar omdat GRB 191016A te dicht bij de maan plaatsvond, de Swift-BAT kon de noodzakelijke follow-up niet doen, normaal zou hij er pas uren later meer over moeten leren.

NASA's TESS keek toevallig naar datzelfde deel van de lucht. Dat was puur geluk, terwijl TESS elke maand zijn aandacht richt op een nieuwe strook van de lucht.

Terwijl exoplaneetonderzoekers op een grondbasis voor TESS meteen konden zien dat er een gammastraaluitbarsting was gebeurd, het zou maanden duren voordat ze er gegevens van de TESS-satelliet op hadden. Maar aangezien hun focus op nieuwe planeten lag, deze onderzoekers vroegen of andere wetenschappers op een TESS-conferentie in Sydney, Australië was geïnteresseerd in meer onderzoek naar de ontploffing.

Smith was in die tijd een van de weinige high-energy astrofysica-specialisten en bood zich snel aan.

"De TESS-satelliet heeft veel potentieel voor toepassingen met hoge energie, en dit was een te mooi voorbeeld om te laten liggen, " zei ze. Hoogenergetische astrofysica bestudeert het gedrag van materie en energie in extreme omgevingen, inclusief de gebieden rond zwarte gaten, krachtige relativistische stralen, en explosies zoals gammaflitsen.

TESS is een optische telescoop die lichtkrommen verzamelt op alles in zijn gezichtsveld, elk half uur. Lichtkrommen zijn een grafiek van de lichtintensiteit van een hemellichaam of gebied als functie van de tijd. Smith analyseerde drie van deze lichtcurven om te kunnen bepalen hoe helder de burst was.

Ze gebruikte ook gegevens van observatoria op de grond en de Swift-gammastraalsatelliet om de afstand van de burst en andere eigenschappen ervan te bepalen.

"Omdat de burst later zijn piekhelderheid bereikte en een piekhelderheid had die hoger was dan de meeste bursts, het stelde de TESS-telescoop in staat om meerdere waarnemingen te doen voordat de burst onder de detectielimiet van de telescoop vervaagde, Smith zei. "We hebben de enige op de ruimte gebaseerde optische follow-up van deze uitzonderlijke burst geleverd."