Afbeelding tegoed: NASA
Tot voor kort dachten astronomen dat bijna tweederde van de gammastraaluitbarstingen - de krachtigste bekende explosies in het heelal - geen nagloei lijken te laten. Het enige dat overblijft is de nagloed, die astronomen kunnen bestuderen om te begrijpen wat de explosie heeft veroorzaakt. NASA's HETE-ruimtevaartuig heeft snel de posities van 15 gammastraaluitbarstingen bepaald en deze informatie doorgegeven aan astronomen om op te volgen met optische telescopen. In dit geval heeft er maar één geen nagloed gehad. Het lijkt er dus op dat afterglows veel voorkomen, je hoeft alleen maar snel te kijken.
Astronomen hebben het mysterie opgelost waarom bijna tweederde van alle gammastraaluitbarstingen, de krachtigste explosies in het heelal, geen spoor of nagloed lijken achter te laten: in sommige gevallen keken ze gewoon niet snel genoeg.
Nieuwe analyse van NASA's snelle High Energy Transient Explorer (HETE), die bursts lokaliseert en andere satellieten en telescopen binnen enkele minuten (en soms seconden) naar de explosie leidt, onthult dat de meeste gammastraaluitbarstingen waarschijnlijk toch enige nagloeiing hebben.
Wetenschappers maken deze resultaten vandaag bekend tijdens een persconferentie op de Gamma Ray Burst Conference 2003 in Santa Fe, N.M., een hoogtepunt van een jaar aan HETE-gegevens.
"Jarenlang dachten we dat donkere gammastraaluitbarstingen ongezelliger waren dan de Cheshire Cat, en niet de hoffelijkheid hadden om een zichtbare glimlach achter te laten wanneer ze vervaagden", zei HETE hoofdonderzoeker George Ricker van het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Mass.
'Nu zien we eindelijk die glimlach. Stukje bij beetje, burst by burst, ontvouwt zich het gammastralenmysterie. Dit nieuwe HETE-resultaat impliceert dat we nu een manier hebben om de meeste gammastraaluitbarstingen te bestuderen, niet alleen een schamele een derde. "
Gammaflitsen, die waarschijnlijk de geboorte van een zwart gat aankondigen, duren slechts een paar milliseconden tot meer dan een minuut en vervagen dan voor altijd. Wetenschappers zeggen dat veel uitbarstingen lijken te komen door de implosie van massieve sterren, meer dan 30 keer de massa van de zon. Ze zijn willekeurig en kunnen in elk deel van de lucht voorkomen met een snelheid van ongeveer één per dag. De nagloeiing, die uren of dagen in energiezuinige röntgenstraling en optisch licht blijft hangen, biedt de belangrijkste manier om de explosie te bestuderen.
Het ontbreken van een nagloed in maar liefst tweederde van alle bursts had wetenschappers ertoe aangezet te speculeren dat de specifieke gammastraal burst misschien te ver weg is (dus het optische licht wordt "rood geschakeld" naar golflengten die niet detecteerbaar zijn met optische telescopen) of de burst vond plaats in stoffige stervormingsgebieden (waar het stof de nagloeiing verbergt).
Meer redelijk, zei Ricker, vormen de meeste donkere uitbarstingen eigenlijk nagloeiing, maar de nagloeiing kan aanvankelijk erg snel vervagen. Een nagloeiing wordt geproduceerd wanneer puin van de eerste explosie in bestaand gas in de interstellaire gebieden terechtkomt, waardoor schokgolven ontstaan en het gas wordt verwarmd tot het schijnt. Als de nagloeiing aanvankelijk te snel vervaagt omdat de schokgolven te zwak zijn of het gas te zwak is, kan het optische signaal sterk dalen tot onder het niveau waarop astronomen het kunnen oppikken en volgen. Later kan de nagloeiing de afnamesnelheid vertragen, maar te laat voor optische astronomen om het signaal te herstellen.
HETE, een internationale missie die wordt samengesteld en beheerd door MIT voor NASA, bepaalt een snelle en nauwkeurige locatie voor ongeveer twee bursts per maand. Het afgelopen jaar heeft HETE's kleine maar krachtige Soft X-ray Camera (SXC), een van de drie belangrijkste instrumenten, nauwkeurig bepaalde posities voor 15 gammaflitsen bepaald. Verrassend genoeg is slechts één van de vijftien bursts van de SXC donker gebleken, terwijl er op basis van de resultaten van eerdere satellieten tien verwacht zouden zijn.
Een door MIT geleid team heeft geconcludeerd dat de reden dat er eindelijk nagloei wordt gevonden tweeledig is: de nauwkeurige, snelle SXC-burst-locaties worden snel en grondiger door optische astronomen gezocht; en de SXC-bursts zijn ietwat helderder in röntgenstralen dan de meer alledaagse gammastraal bursts die door de meeste eerdere satellieten zijn bestudeerd, en dus is het bijbehorende optische licht ook helderder.
HETE lijkt dus verantwoordelijk te zijn geweest voor alle behalve ongeveer 15 procent van de gammastraaluitbarstingen, waardoor de ernst van het "ontbrekende nagloed" -probleem aanzienlijk is verminderd. Studies die het komende jaar door teams van optische astronomen zijn gepland, zouden de resterende discrepantie verder moeten verminderen en mogelijk zelfs elimineren.
Gamma-ray-jagers worden uitgedaagd. Vanwege de aard van gammastralen en röntgenstralen, die niet kunnen worden gefocust als optisch licht, lokaliseert HETE bursts binnen slechts enkele boogminuten door de schaduwen te meten die worden veroorzaakt door invallende röntgenstralen die door een nauwkeurig gekalibreerd masker binnen de SXC gaan. (Een boogminuut is ongeveer zo groot als een oog van een naald die op armlengte wordt gehouden.) De meeste gammaflitsen zijn buitengewoon ver, dus vullen talloze sterren en sterrenstelsels die kleine cirkel. Zonder snelle lokalisatie van een heldere en vervagende nagloed, hebben wetenschappers grote moeite om de tegenhanger van gammastralen dagen of weken later te lokaliseren. HETE moet doorgaan met het lokaliseren van gammaflitsen om de discrepantie van de resterende donkere uitbarstingen weg te werken.
Het HETE-ruimtevaartuig, op een verlengde missie naar 2004, maakt deel uit van NASA's Explorer-programma. HETE is een samenwerking tussen MIT; NASA; Los Alamos National Laboratory, New Mexico; Frankrijks Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), Centre d'Étude Spatiale des Rayonnements (CESR) en Ecole Nationale Superieure del’Aeronautique et de l'’space (Sup’Aero); en het Japanse Instituut voor Fysisch en Chemisch Onderzoek (RIKEN). Het wetenschapsteam bestaat uit leden van de University of California (Berkeley en Santa Cruz) en de University of Chicago, maar ook uit Brazilië, India en Italië.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
