Astronomen hebben de kortste gammaflits ooit ontdekt, veroorzaakt door de implosie van een massieve ster. Met behulp van het internationale Gemini Observatorium, een programma van NSF's NOIRLab, astronomen hebben de oorzaak van deze golf van gammastraling van 0,6 seconde geïdentificeerd als een supernova-explosie in een ver sterrenstelsel. GRB's veroorzaakt door supernova's zijn meestal meer dan twee keer zo lang, wat suggereert dat sommige korte GRB's in feite bedriegers kunnen zijn - door supernova's geproduceerde GRB's in vermomming.

Gammastraaluitbarstingen (GRB's) behoren tot de helderste en meest energetische gebeurtenissen in het universum, maar wetenschappers zijn nog steeds aan het uitzoeken wat deze vluchtige gebeurtenissen precies veroorzaakt. Astronomen verdelen GRB's in twee brede categorieën op basis van hun duur. Korte GRB's komen in minder dan twee seconden tot leven en worden vermoedelijk veroorzaakt door het samensmelten van binaire neutronensterren. Degenen die langer meegaan, worden geclassificeerd als lange GRB's, en zijn in verband gebracht met supernova-explosies veroorzaakt door de implosies van massieve sterren. Echter, de recente ontdekking van de kortste GRB ooit geproduceerd tijdens een supernova laat zien dat GRB's niet netjes passen in de hokjes die astronomen voor hen hebben gemaakt.

"Deze ontdekking vertegenwoordigt de kortste gammastraling die wordt veroorzaakt door een supernova tijdens de ineenstorting van een massieve ster, " merkte Tomás Ahumada op, die dit onderzoek leidde en een Ph.D. kandidaat aan de Universiteit van Maryland en astronoom bij NASA's Goddard Space Flight Center. "Het duurde slechts 0,6 seconde, en het zit op de rand tussen een succesvolle en een mislukte gammastraaluitbarsting."

Het team is van mening dat deze en enkele andere supernova-gerelateerde GRB's kort lijken omdat de stralen van gammastraling die uit de polen van de instortende ster komen, niet sterk genoeg zijn om volledig aan de ster te ontsnappen - bijna niet in staat om een ​​GRB te produceren - en die andere instortende sterren hebben zulke zwakke jets dat ze helemaal geen GRB's produceren.

Deze ontdekking zou ook een astronomisch mysterie kunnen helpen verklaren. Lange GRB's worden geassocieerd met een specifiek type supernova (Type Ic-BL genoemd). Echter, astronomen observeren veel meer van deze supernova's dan lange GRB's. Deze ontdekking van de kortste GRB geassocieerd met een supernova suggereert dat sommige van deze door supernova veroorzaakte GRB's zich voordoen als korte GRB's waarvan gedacht wordt dat ze zijn gecreëerd door neutronensterfusies, en worden daarom niet geteld als de supernova-soort.

"Onze ontdekking suggereert dat, aangezien we veel meer van deze supernova's waarnemen dan lange gammaflitsen, de meeste instortende sterren slagen er niet in om een ​​GRB-straal te produceren die door de buitenste omhulling van de instortende ster breekt, " legde Ahumada uit. "We denken dat deze gebeurtenis in feite een sisser was, een die bijna niet gebeurde."

Het team kon vaststellen dat deze GRB - geïdentificeerd als GRB 200826A - afkomstig was van een supernova-explosie dankzij de beeldvormingsmogelijkheden van de Gemini Multi-Object Spectrograph op Gemini North in Hawaï. De onderzoekers gebruikten Gemini North om beelden te verkrijgen van het gaststelsel 28 van de GRB, 45, en 80 dagen nadat de GRB voor het eerst werd gedetecteerd op 26 augustus 2020 door een netwerk van observatoria, waaronder de Fermi Gamma-ray Space Telescope van NASA. Dankzij de waarnemingen van Gemini kon het team de veelbetekenende stijging van de energie zien die een supernova betekent, ondanks de locatie van de ontploffing in een sterrenstelsel op 6,6 miljard lichtjaar afstand.

"Dit was een gecompliceerde onderneming omdat we het licht van een toch al zwak sterrenstelsel moesten scheiden van het licht van een supernova, "zei Ahumada. "Gemini is de enige telescoop op de grond die dergelijke vervolgwaarnemingen kan doen met een schema dat flexibel genoeg is om ons in staat te stellen onze waarnemingen in te perken."

Dit resultaat toont aan dat het classificeren van GRB's alleen op basis van hun duur misschien niet de beste benadering is, en dat aanvullende waarnemingen nodig zijn om de oorzaak van een GRB vast te stellen.

"We waren oorspronkelijk op jacht naar samensmeltende neutronensterren, waarvan wordt gedacht dat ze korte gammaflitsen produceren, " voegde Ahumada toe. "Toen we GRB 200826A ontdekten, echter, realiseerden we ons dat deze uitbarsting waarschijnlijker werd veroorzaakt door de supernova van een instortende ster, dat was een verrassing."

"De Gemini-observatoria blijven nieuw licht werpen op de aard van deze ongelooflijke explosies die plaatsvinden in het verre universum, " zei Maarten Still, Gemini Program Officer bij NSF. "Toegewijde instrumenten die in het komende decennium zullen worden gebruikt, zullen Gemini's leiderschap behouden bij de follow-up van deze ontzagwekkende kosmische gebeurtenissen."