Eerste radio-uitbarsting van buiten de Melkweg

Astronomen hebben voor het eerst vier radio-uitbarstingen waargenomen die zeker uit sterrenstelsels buiten onze Melkweg afkomstig zijn. De oorzaak van de uitbarstingen is niet bekend, maar een cataclysmische gebeurtenis, zoals het samensmelten of ontploffen van sterren, lijkt waarschijnlijk.
De 64 meter-schaal van het Parkes Observatory in Australië.

Een radio-uitbarsting is een snelle, korte opflakkering van licht vanuit een bepaald punt in de hemel, die bestaat uit langere golflengten in het radio-gedeelte van het lichtspectrum. Zes jaar geleden was er ook al een enkele radio-uitbarsting opgevangen, maar de onderzoekers waren er niet zeker van of die van binnen of van buiten onze Melkweg kwam.

De nieuwe radio-uitbarstingen komen volgens het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van de NASA van miljarden lichtjaren ver, wat elke twijfel wegneemt dat het fenomeen echt is. De ontdekking wordt beschreven in het tijdschrift Science en werd gedaan door een internationaal team dat de radiotelescoop van het Parkes Observatory in New South Wales in Australië gebruikte.

"Korte radio-uitbarstingen zijn erg lastig om te identificeren", legt Sarah Burke Spolaor van het JPL uit op de website van JPL. "Ons team moest de gegevens van 11 maanden doorzoeken die een groot gebied in de hemel besloegen om ze te vinden." Spolaor ontwierp de software die gebruikt werd om in de radiogegevens te zoeken naar enkele opflakkeringen en de echte signalen te onderscheiden van plaatselijke interferentie, van bronnen als gsm's, ontstekingsbougies en vliegtuigen.

"De radio-uitbarstingen duren maar een paar milliseconden en de verste die we gedetecteerd hebben, kwam van 11 miljard lichtjaren ver", zei Dan Thornton, van de University of Manchester en de belangrijkste auteur van de studie. "Je moet erg lang naar de hemel kijken om ze te vinden. De reden dat we ze nu waarnemen, is dat we eenvoudigweg lang genoeg gekeken hebben."

BABAK TAFRESHI, TWAN/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Nieuwe klasse van gebeurtenissen

De ontdekking opent de deur naar de studie van een geheel nieuwe klasse van eruptieve kosmische gebeurtenissen, zegt de NASA, en kan ook helpen om kosmologische mysteries op te lossen, bijvoorbeeld over de aard van de materie in het universum.

De hemel zit vol met opflakkeringen en uitbarstingen van allerlei aard. Zo zijn er gammastraal-uitbarstingen, waarvan gedacht wordt dat ze voorkomen als sterren in een zwart gat vallen. Ze worden regelmatig opgemerkt door een netwerk van telescopen, op de aarde en in de ruimte, en als een telescoop uit het netwerk een uitbarsting opmerkt, kan hij de andere verwittigen zodat ze zich snel kunnen draaien naar de uitbarsting om die gecoördineerd te observeren. 

De nu ontdekte radio-uitbarstingen bestaan, hoewel ze waarschijnlijk een andere oorsprong hebben dan gamma-stralen,  eveneens uit lichtgolven die opgewekt zijn door indrukwekkende gebeurtenissen ver weg. De onderzoekers zouden graag een systeem op punt stellen zoals het netwerk van telescopen bij de gammastraal-uitbarstingen, om snel de radio-uitbarstingen te kunnen volgen, maar dat is een uitdaging omdat radiogolven vertraagd worden door gas in de ruimte. Er is tijd nodig om de radio-observaties te verwerken en de erg korte uitbarstingen er uit te halen. 

Anderzijds biedt het feit dat radiogolven vertraagd worden terwijl ze door ruimte reizen, ook voordelen. Door te bestuderen hoe de radiogolven vertraagd worden, kunnen geleerden de baryonische materie, het materiaal dat in de weg zit, beter leren begrijpen.

Baryonische materie is de materie die zichtbaar is, waaruit mensen en planeten en dergelijke gemaakt zijn; ze heeft een baryon in haar kern, een zwaar elementair deeltje, een proton of een  neutron. De rest van het universum bestaat uit mysterieuze substanties zoals donkere materie en donkere energie.

Verder onderzoek

Wat precies de oorzaak is van het vrijkomen van de radiogolven, is onbekend. De theorieën erover omvatten botsende neutronensterren of zwarte gaten, verdampende zwarte gaten of supernova's, stellaire explosies. De nieuwe gegevens passen niet precies bij geen enkele van de theorieën en de onderzoekers staan dus voor een raadsel.

Er wordt dus nog verder onderzoek gedaan met het Parkes Observatory, en onderzoekers gebruiken ook andere telescopen om uitbarstingen te zoeken en vast te leggen. Zo is er het V-Fastr-project, dat mee ontworpen is door het JPL, en dat loopt op de National Radio Astronomy Observatory's Very Long Baseline Array, een internationaal netwerk van telescopen. Het zal de onderzoekers toelaten om de oorsprong van een uitbarsting precies te lokaliseren in een ver verwijderd sterrenstelsel.