Astronomen hebben een krachtige gammastraaluitbarsting (GRB) – GRB 230906A genoemd – terug naar de bron gevolgd: een botsing tussen twee neutronensterren in een klein sterrenstelsel ingebed in een enorme stroom intergalactisch gas. Deze ontdekking daagt bestaande theorieën uit over waar dergelijke extreme gebeurtenissen plaatsvinden en kan de onverwachte aanwezigheid van zware elementen zoals goud en zilver in verre sterren verklaren.
De onverwachte locatie
Eerder werden fusies van neutronensterren – gewelddadige gebeurtenissen die elementen zwaarder dan ijzer konden smeden – voornamelijk waargenomen in middelgrote tot grote sterrenstelsels. Deze nieuwe waarneming, ontdekt door NASA’s ruimtetelescopen (Chandra, Fermi, Swift en Hubble) op 23 september 2023, laat zien dat deze samensmeltingen ook in veel kleinere sterrenstelsels kunnen voorkomen. Het gaststelsel is genesteld in een 600.000 lichtjaar lange gasstroom, ongeveer zes keer de breedte van de Melkweg, gevormd door de nasleep van eerdere galactische botsingen.
Astrofysische puzzels oplossen
De locatie van deze GRB is belangrijk omdat deze twee al lang bestaande mysteries in de astrofysica aanpakt. Ten eerste lijken GRB’s vaak afkomstig te zijn uit gebieden buiten dichte kernen van sterrenstelsels, waar botsingen vaker zouden moeten voorkomen. Dit suggereert dat veel van deze gebeurtenissen daadwerkelijk plaatsvinden in zwakke, voorheen niet-gedetecteerde sterrenstelsels.
Ten tweede worden zware elementen zoals goud, zilver en platina gevonden in sterren ver van galactische centra, die nog niet verrijkt hadden mogen worden met dergelijke elementen. Deze ontdekking geeft aan dat explosieve fusies van neutronensterren deze elementen over grote afstanden kunnen verspreiden, zelfs tot aan de randen van sterrenstelsels.
Een botsing binnen een botsing
Het team, onder leiding van Simone Dichiara van Penn State University, kon de oorsprong van de GRB vaststellen dankzij de gecombineerde kracht van meerdere telescopen. Chandra’s nauwkeurige röntgenlokalisatie stelde Hubble in staat het zwakke gaststelsel te identificeren, wat bevestigde dat de fusie plaatsvond in de gasstroom die was ontstaan door eerdere galactische botsingen. Het team beschrijft de gebeurtenis als een ‘botsing binnen een botsing’, waarbij een samensmelting van sterrenstelsels stervorming veroorzaakte die uiteindelijk leidde tot de botsing van de twee neutronensterren.
Implicaties voor het begrijpen van het universum
De ontdekking suggereert dat sommige GRB’s afkomstig lijken te zijn uit de intergalactische ruimte, omdat hun bronnen simpelweg te zwak zijn om gezien te worden. Deze bevinding benadrukt het belang van geavanceerde observatietechnieken en gegevens over meerdere golflengten om verborgen kosmische gebeurtenissen te onthullen.
“Het vinden van een botsing met een neutronenster op de plek waar wij dat hebben gedaan, is baanbrekend”, zegt Dichiara. “Het kan de sleutel zijn om niet één, maar twee belangrijke vragen in de astrofysica te ontsluiten.”
Het onderzoek van het team, dat binnenkort wordt gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters, benadrukt de dynamische en gewelddadige processen die het universum vormgeven, en de rol van deze extreme gebeurtenissen bij het ontstaan van de elementen waarvan we afhankelijk zijn.
