Deze pagina afdrukken

Ontdekking van gammaflitsen

Geschreven door Thomas in't Veld
Beoordeel dit item
(1 Stem)
Artistieke impressie van een gammaflits. Artistieke impressie van een gammaflits. Foto: NASA/Dana Berry/Skyworks Digital

De eerste waarneming van een gamma-ray burst werd per ongeluk gedaan in de jaren ‘60 door de Vela satellieten van het Amerikaanse leger, die waren bedoeld om in de gaten te houden of de toenmalige Sovjet-Unie geen kernproeven in de ruimte deed, bijvoorbeeld achter de Maan. In plaats daarvan werden stralingspieken gemeten die niet vanuit de buurt van de Aarde konden komen. In 1973 concludeerden astronomen dat er sprake was van een nieuw fenomeen, maar tot 1991 kon men slechts raden naar de oorsprong ervan. In april van dat jaar werd met de space-shuttle Atlantis het Compton gamma-ray Observatory gelanceerd, een satelliet met aan boord het Bursts and Transient Source Experiment (BATSE). Uit de BATSE bleek meteen dat de verdeling van de gamma-ray bursts niet samenhing met ons Melkwegstelsel, noch met nabije sterrenstelsels of clusters van sterren.

De uniforme verdeling van gamma-ray bursts is een aanwijzing dat deze op zeer grote afstanden plaatsvinden, op zo’n 3 tot 10 miljard lichtjaar van ons vandaan.

Het licht van sterrenstelsels op zulke grote afstanden laat duidelijk de expansie van het heelal zien. Door de hoge snelheid waarmee deze stelsels zich van ons af bewegen, worden emmisie- en absorptielijnen van specifieke elementen verschoven naar lagere, or rodere (zie punt 2) frequenties. Een dergelijke “roodverschuiving” kan echter vaak niet gemeten worden van gamma-ray bursts, aangezien deze meestal een glad spectrum hebben zonder lijnen. Toch zijn in statistische analyses van de waargenomen bursts al vrij snel tijd-vertraging en roodverschuiving gevonden. De eerste succesvolle waarneming van een gamma-ray burst over het gehele electromagnetische spectrum werd gedaan op 28 februari 1997.

Eerst werd deze gedurende 80 seconden waargenomen door de Nederlands-Italiaanse BeppoSAX satelliet die de positie van de burst bepaalde tot op een paar boogminuten nauwkeurig in het sterrenbeeld Orion, halverwege tussen Alpha Tauri en Gamma Orionis. Binnen acht uur daarna was vanuit het controle-centrum te Rome de satelliet gekeerd, zodat ook met de röntgentelescoop bij lagere frequentie gekeken kon worden. Hiermee werd een snel uitdovende röntgenbron gevonden en tot op een boogminuut nauwkeurig de positie bepaald. Hierdoor konden ook krachtige optische telescopen gebruikt worden, die maar een heel klein stukje hemel per keer kunnen waarnemen.

Paul Groot, op dat moment werkzaam in een internationaal team van de universiteiten van Leiden en Alabama, had op dat moment tijd beschikbaar op de 4,2 meter-Herschel Telesope op La Palma, en nam het besluit om af te zien van de oorspronkelijk geplande waarnemingen en de telescoop op de gamma-bron te richten. Binnen 21 uur na de burst was een foto gemaakt van dezelfde locatie waarop duidelijk de optische bron te zien was.

Op latere waarnemingen met de Herschel en de 2,5 meter Isaac Newton telescoop was duidelijk te zien hoe de bron ook in het optische licht uitdooft. Acht dagen later was deze volledig verdwenen. Op 13 maart werd tenslotte nog eens naar dezelfde plek gekeken met een telescoop in Chili, en werd een diffuse gloed waargenomen. Foto’s van de Hubble waren gedetailleerd genoeg om hier een puntbron te ontdekken met een langgerekte struktuur eromheen. Dit deed voor het eerst vermoeden dat de GRB in een sterrenstelsel aan de rand van ons universum was afgegaan.

Het licht van sterrenstelsels op zo’n enorme afstand laat duidelijk de expansie van ons heelal zien. Door de hoge snelheid waarmee die stelsels zich van ons afbewegen, worden emissie- en absorptielijnen van specifieke elementen verschoven naar een lagere golflengte, die niet zo makkelijk te bepalen is. Toch zijn in statistische analyses van de waargenomen bursts al vrij snel tijdvertraging en roodverschuiving gevonden. UIteindelijk zijn er in de negen jaar dat BATSE operationeel is geweest, ca. 8 000 gamma-ray bursts waargenomen, waarvan ongeveer 15 een lang genoeg durende optische nagloed hadden om een roodverschuiving te bepalen.

Gerelateerde items (op tag)