Astronomen vinden extragalactische bron van mysterieuze snelle radioflits

4 January 2017

Astronomen hebben de exacte locatie vastgesteld van een zogeheten fast radio burst (FRB). Deze FRB’s zijn snelle radioflitsen met een raadselachtige oorsprong, waarvan nu voor het eerst het gast-sterrenstelsel is geïdentificeerd. Het onderzoeksteam (met astronomen van ASTRON, JIVE, Universiteit van Amsterdam en Universiteit Leiden) heeft het resultaat vandaag gepresenteerd op de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Grapevine, Texas, VS. Het onderzoek is gepubliceerd in drie artikelen in Nature en Astrophysical Journal Letters.

Fig. 1: The globally distributed dishes of the European VLBI Network are linked with each other and the 305-m William E. Gordon Telescope at the Arecibo Observatory in Puerto Rico. Together they have localized FRB121102's exact position within it's host galaxy. Credit: Danielle Futselaar (www.artsource.nl)

Met hun bevindingen hebben de astronomen bewezen dat de repeterende FRB 121102 een extragalactische oorsprong heeft. Zowel de exacte afstand van het gast-sterrenstelsel waar FRB 121102 vandaan komt als de totale energie die de flits produceert is nauwkeurig vastgesteld. 

FRB’s zijn slechts een fractie van een seconde zichtbaar en waren sinds ze een decennium geleden voor het eerst opdoken een raadsel. De precieze lokalisatie vergde de inzet van de Arecibo-telescoop en een groep samenwerkende radiotelescopen, op grote afstand van elkaar. Met dit zogeheten European VLBI Network (EVN) konden na de aanvankelijke waarneming van de FRB met de Amerikaanse VLA-radiotelescoop, beelden worden gemaakt met een factor tien grotere nauwkeurigheid. Zsolt Paragi van JIVE, waar de EVN-dataprocessor staat, licht toe: “We kunnen met EVN gebeurtenissen aan de hemel zien die een duizendste van een seconde duren met een nauwkeurigheid van ongeveer tien milliboogseconden, wat is te vergelijken met de schijnbare grootte van een tennisbal in New York, gezien vanuit Dwingeloo.”

Met de Gemini North-telescoop op Hawaï is het spectrum van het gaststerrenstelsel bepaald en daarmee de roodverschuiving van het licht. De bron blijkt op een afstand van drie miljard lichtjaar te staan. “Daarmee hebben we het bewijs geleverd dat de bron zich diep in de extragalactische ruimte bevindt,” zegt Cees Bassa van ASTRON. Maar een nieuw raadsel heeft zich alweer aangediend. Het sterrenstelsel waar de snelle radioflits vandaan komt is een klein en zwak dwergsterrenstelseltje.

Het dwergstelsel bevat relatief weinig verrijkt gas, waardoor er veel zwaardere sterren kunnen gevormd dan in onze Melkweg. “Mogelijk is de snelle radioflits afkomstig van het ineengestorte overblijfsel van zo’n zware ster,” zegt coauteur Jason Hessels (ASTRON, Universiteit van Amsterdam). Maar een alternatieve hypothese is dat de FRB’s worden gegenereerd in de nabijheid van een zwart gat dat gas uit zijn omgeving opslokt. Om hier uitsluitsel over te krijgen is meer onderzoek nodig met de beste radio-, optische, röntgen- en gammatelescopen die voorhanden zijn. Hessels wil de regelmatigheid in het signaal gaan onderzoeken met de Arecibo-radiotelescoop. Daarmee zou hij kunnen vaststellen dat de flits afkomstig is van een roterende neutronenster.

Nature-artikel