Korte gammaflitsen treden vooral op in jonge sterrenstelsels

Impressie van de sterrenstelsels waarin in de loop van de tijd korte gammaflitsen hebben plaatsgevonden. (W.M. Keck Observatory/Adam Makarenko)

Een team van astronomen onder leiding van postdoc Anya Nugent van Northwestern University (VS) heeft de meest uitgebreide catalogus tot nu toe samengesteld van sterrenstelsels waarin korte gammaflitsen hebben plaatsgevonden. Met behulp van diverse gevoelige instrumenten en geavanceerde computermodellen van sterrenstelsels hebben de onderzoekers de ‘thuisbasis’ van 84 korte gammaflitsen vastgesteld en 69 van de bijbehorende sterrenstelsels onderzocht.

Korte gammaflitsen zijn uitbarstingen van de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling: gammastraling. Ze duren slechts enkele seconden, maar vervolgens gloeien ze nog uren na op de golflengte van zichtbaar licht. Een korte gammaflits ontstaat wanneer twee om elkaar heen draaiende neutronensterren naar elkaar toe spiralen, en uiteindelijk botsen en samensmelten.

Al sinds NASA’s Swift-satelliet in 2005 de eerste nagloeiende korte gammaflits ontdekte, proberen astronomen te begrijpen welke sterrenstelsels, en onder welke omstandigheden, deze krachtige uitbarstingen ontstaan. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat ongeveer 85 procent van de korte gammaflitsen afkomstig is van jonge sterrenstelsels die in flink tempo nieuwe sterren produceren. Ze ontdekten ook dat gammaflitsen talrijker waren toen het heelal veel jonger was dan nu. Bovendien vonden deze flitsen op grotere afstanden van de centra van sterrenstelsels plaats dan voorheen bekend was.

Een stellaire ‘geboortegolf’

Tot nu toe stond van slechts enkele tientallen korte gammaflitsen vast uit welk sterrenstelsel ze kwamen. Met de nieuwe catalogus is dit aantal in één klap verviervoudigd. Bij het samenstellen ervan is gebruik gemaakt van gegevens van diverse grote telescopen, zoals Keck, Gemini, MMT en Magellan. Daarnaast hebben de astronomen ook gegevens van de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer gebruikt.

Hoewel het overgrote deel van de korte gammaflitsen afkomstig is van jonge sterrenstelsels, treden ze ook op in oude, bijna ‘uitgeputte’ stelsels. Dat betekent dat systemen van twee om elkaar wentelende neutronensterren in uiteenlopende omgevingen kunnen ontstaan, en dat de tijdspanne tussen vorming en botsing in veel gevallen kort is.

De astronomen vermoeden dan ook dat de korte gammaflitsen die ze in jonge sterrenstelsels hebben aangetroffen, afkomstig zijn van neutronenstersystemen die tijdens een stellaire ‘geboortegolf’ zijn ontstaan, en dermate compact waren dat het al heel vroeg tot een botsing kwam. In oudere sterrenstelsels heeft de vorming van neutronenstersystemen mogelijk langer geduurd of vonden de waargenomen gammaflitsen plaats in wijdere neutronenstersystemen. Daardoor kwam het pas laat tot een botsing.