Onderzoekers van de Oregon State University hebben bevestigd dat de vereniging van twee neutronensterren afgelopen herfst inderdaad een korte gammaflits veroorzaakte.

De bevindingen, vandaag gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , een belangrijke stap voorwaarts in het begrip van astrofysici van de relatie tussen het samensmelten van binaire neutronensterren, zwaartekrachtsgolven en korte gammaflitsen.

Vaak afgekort als GRB's, gammaflitsen zijn smalle bundels van elektromagnetische golven van de kortste golflengten in het elektromagnetische spectrum. GRB's zijn de krachtigste elektromagnetische gebeurtenissen in het universum, die miljarden lichtjaren van de aarde voorkomen en in een paar seconden zoveel energie kunnen vrijgeven als de zon tijdens zijn leven zal doen.

GRB's vallen in twee categorieën, lange duur en korte duur. Lange GRB's worden geassocieerd met de dood van een massieve ster, aangezien de kern ervan een zwart gat wordt en een paar seconden tot enkele minuten kan duren.

Men vermoedde dat korte GRB's afkomstig waren van de fusie van twee neutronensterren, wat ook resulteert in een nieuw zwart gat - een plek waar de zwaartekracht van superdichte materie zo sterk is dat zelfs licht niet kan ontsnappen. Tot 2 seconden is het tijdsbestek van een korte GRB.

De term neutronenster verwijst naar de door zwaartekracht ingestorte kern van een grote ster; neutronensterren zijn de kleinste, dichtste sterren bekend. Volgens NASA, De materie van neutronensterren is zo dicht opeengepakt dat een hoeveelheid ter grootte van een suikerklontje meer dan een miljard ton weegt.

In november 2017, wetenschappers van Amerikaanse en Europese samenwerkingsverbanden kondigden aan dat ze een röntgen-/gamma-flits hadden gedetecteerd die samenviel met een explosie van zwaartekrachtsgolven, gevolgd door zichtbaar licht van een nieuwe kosmische explosie, een kilonova genaamd.

zwaartekracht golven, een rimpeling in het weefsel van tijd-ruimte, werden voor het eerst ontdekt in september 2015, een gebeurtenis met een rode letter in de natuurkunde en astronomie die een van de belangrijkste voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein uit 1915 bevestigde.

"Een gelijktijdige detectie van gammastralen en zwaartekrachtsgolven vanaf dezelfde plaats aan de hemel was een belangrijke mijlpaal in ons begrip van het universum, " zei Davide Lazzati, een theoretisch astrofysicus in het OSU College of Science. "De gammastralen maakten een nauwkeurige lokalisatie mogelijk van waar de zwaartekrachtsgolven vandaan kwamen, en de gecombineerde informatie van zwaartekracht en elektromagnetische straling stelt wetenschappers in staat om het binaire neutronenstersysteem dat verantwoordelijk is op ongekende manieren te onderzoeken."

Voorafgaand aan Lazzati's laatste onderzoek, echter, het was een open vraag geweest of de gedetecteerde elektromagnetische golven "een korte gammastraaluitbarsting waren, of slechts een korte uitbarsting van gammastraling - de laatste is een andere, zwakker fenomeen.

In de zomer van 2017, Lazzati's team van theoretici had een paper gepubliceerd waarin ze voorspelden dat, in tegenstelling tot eerdere schattingen van de astrofysische gemeenschap, korte gammastraaluitbarstingen geassocieerd met de gravitatie-emissie van binaire neutronenstercoalescentie konden worden waargenomen, zelfs als de gammastraaluitbarsting niet direct op de aarde was gericht.

"X- en gammastralen worden gecollimeerd, als het licht van een vuurtoren, en kan alleen gemakkelijk worden gedetecteerd als de straal naar de aarde wijst, ' zei Lazzati. 'Zwaartekrachtgolven, anderzijds, zijn bijna isotroop en kunnen altijd worden gedetecteerd."

Isotroop verwijst naar gelijkmatige overdracht in alle richtingen.

"We voerden aan dat de interactie van de korte gammastraaluitbarstingsstraal met zijn omgeving een secundaire emissiebron creëert, de cocon, " Zei Lazzati. "De cocon is veel zwakker dan de hoofdstraal en is niet detecteerbaar als de hoofdstraal naar onze instrumenten wijst. Echter, het kon worden gedetecteerd voor nabije bursts waarvan de straal van ons af wijst."

In de maanden na de detectie van zwaartekrachtgolven in november 2017, astronomen bleven de locatie observeren waar de zwaartekrachtsgolven vandaan kwamen.

"Meer straling kwam na de uitbarsting van gammastralen:radiogolven en röntgenstralen, " Zei Lazzati. "Het was anders dan de typische korte GRB-nagloeiing. Meestal is er een korte uitbarsting, een heldere puls, heldere röntgenstraling, dan vergaat het met de tijd. Deze had een zwakke gammastraalpuls, en het nagloeien was zwak, heel snel opgehelderd, bleef oplichten, dan uitgeschakeld."

"Maar dat gedrag wordt verwacht als je het ziet vanaf een observatiepunt buiten de as, als je niet in de loop van de jet staart, " zei hij. "De waarneming is precies het gedrag dat we voorspelden. We hebben het moordwapen niet gezien, we hebben geen bekentenis, maar het indirecte bewijs is overweldigend. Dit doet precies wat we verwachtten dat een off-axis jet zou doen en is het overtuigende bewijs dat het samensmelten van binaire neutronensterren en korte gammaflitsen inderdaad met elkaar in verband staan."