De gammaflits, die de boeken in is gegaan als de helderste ooit gemeten, zou weleens belangrijke informatie kunnen opleveren over de oorzaak van massale uitstervingen in de geschiedenis van de aarde.
Afgelopen donderdag gebeurde er iets opmerkelijks. Ruimtetelescoop International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (Integral) pikte een bijzonder signaal op. Het bleek een buitengewoon heldere en langdurige gammaflits (GRB) te zijn, die de naam GRB 221009A heeft gekregen. En deze gammaflits is anders dan alle andere die we tot nu toe voorbij hebben zien komen, zo schrijven onderzoekers in het vakblad Nature Communications. “Het was waarschijnlijk de helderste die we ooit hebben waargenomen,” aldus onderzoeker Mirko Piersanti.
Gammaflitsen zijn de meest energierijke gebeurtenissen in het universum. Toch blijven ze onzichtbaar voor het menselijk oog. Ze manifesteren zich als intense uitbarstingen van hoogenergetische gammastraling, variërend van enkele milliseconden tot enkele minuten. Hoewel alle bekende gammaflitsen hun oorsprong hebben buiten ons Melkwegstelsel, zijn ze helder genoeg om te worden waargenomen op miljarden lichtjaren afstand. De exacte oorzaken van deze kortstondige gebeurtenissen worden nog steeds door wetenschappers onderzocht, maar we weten dat ze kunnen ontstaan door bijvoorbeeld de botsing van twee neutronensterren of het ineenstorten van een supermassieve ster. De meerderheid van de gammaflitsen treedt op wanneer de kern van een ster, zwaarder dan onze zon, instort en transformeert in een zwart gat. Deze gebeurtenissen kunnen ongelooflijk helder zijn, waarbij ze in enkele minuten evenveel energie vrijgeven als onze zon gedurende haar hele levensduur produceert.
Al sinds de jaren ’60 van de vorige eeuw houden wetenschappers zich bezig met het meten van gammaflitsen. Maar GRB 221009A blijkt een behoorlijk vreemde eend in de bijt. “Het is de krachtigste die ooit is gemeten,” zegt medeauteur Pietro Ubertini. De flits was was zo krachtig dat de vorige vergelijkbare flits in de archieven tien keer zwakker was. Statistisch gezien komt een gammaflits van de kracht van GRB 221009A slechts eens in de 10.000 jaar (!) voor.
Ondertussen op aarde
De gammaflits is absoluut niet onopgemerkt voorbijgegaan. Deze duurde zeven minuten maar bleef vervolgens meer dan 10 uur detecteerbaar. Tijdens de 800 seconden waarin de gammastralen onze planeet raakten, was de uitbarsting krachtig genoeg om bliksemdetectoren in India te activeren. In Duitsland werden zelfs signalen opgevangen die aangaven dat de ionosfeer (zie kader) van de aarde gedurende enkele uren was verstoord.
De ionosfeer is het deel van de bovenste atmosfeer van de aarde dat bestaat uit elektrisch geladen gassen, ook wel plasma genoemd. Deze laag strekt zich uit van ongeveer 50 kilometer tot 950 kilometer boven het aardoppervlak. Wetenschappers verwijzen naar het gedeelte boven 350 kilometer als de bovenste ionosfeer en het deel eronder als de onderste ionosfeer.
Onderzoekers komen tot die ontdekking nadat ze zich over gegevens van het ruimtevaartuig China Seismo-Electromagnetic Satellite (CSES) hadden gebogen. CSES werd in 2018 gelanceerd en houdt de bovenste regionen van de ionosfeer nauwlettend in de gaten, waarbij het veranderingen in het elektromagnetische gedrag registreert.
Bovenste ionosfeer
Het team besefte dat als GRB 221009A een verstoring had veroorzaakt, CSES het waarschijnlijk zou hebben gedetecteerd. En dat bleek inderdaad zo te zijn. Het effect was overduidelijk en krachtig. Voor het eerst observeerden onderzoekers een intense verstoring in de vorm van een sterke variatie in het elektrische veld aan de bovenkant van de ionosfeer. En dat is bijzonder. Hoewel we weten dat gammaflitsen effect hebben op de lagere ionosfeer van de aarde, zijn de effecten ervan op de bovenste ionosfeer nog niet eerder waargenomen. “Het is verbazingwekkend,” roept onderzoeker Erik Kuulkers uit. “We kunnen gebeurtenissen waarnemen diep in de ruimte, maar die tegelijkertijd invloed hebben op de aarde.”
2 miljard lichtjaar ver
Dat de aarde de effecten van GRB 221009A aan den lijve heeft ondervonden, is inderdaad indrukwekkend. Deze specifieke gammaflits vond plaats in een sterrenstelsel dat bijna twee miljard lichtjaar ver weg is – dus ongeveer twee miljard jaar geleden. En toch bezat de flits voldoende energie om invloed uit te oefenen op de aarde. Gewoonlijk worden soortgelijke verstoringen van de ionosfeer veroorzaakt door gebeurtenissen met energieke deeltjes op de zon. Maar in dit geval was de boosdoener een verre exploderende ster. GRB 221009A activeerde zelfs instrumenten die normaal gesproken worden gebruikt om de enorme explosies in de atmosfeer van de zon, bekend als zonnevlammen, te bestuderen. “Opmerkelijk genoeg heeft deze verstoring ook de allerlaagste lagen van de ionosfeer van de aarde beïnvloed, die zich slechts enkele tientallen kilometers boven het oppervlak van onze planeet bevinden,” zegt onderzoeker Laura Hayes. “Het liet een indruk achter die vergelijkbaar is met die van een grote zonnevlam.”
Ozonlaag
Dat een ster zo ver weg, op een afstand van maar liefst twee miljard lichtjaar, dit kan veroorzaken, is ook een beetje verontrustend. Het versterkt het idee dat een supernova in ons eigen sterrenstelsel mogelijk veel ernstigere gevolgen kan hebben. “Er is veel discussie gaande over wat een gammaflits in ons eigen sterrenstelsel zou kunnen bewerkstelligen,” zegt Piersanti. In het ergste geval zou een soortgelijke uitbarsting niet alleen invloed hebben op de ionosfeer, maar ook schade kunnen toebrengen aan de ozonlaag. Dit zou erin resulteren dat gevaarlijke ultraviolette straling van de zon het aardoppervlak bereikt.
Massa-extincties
De recordbrekende uitbarsting van gammastraling levert dan ook mogelijk belangrijke informatie op over massale uitstervingen in de geschiedenis van de aarde. Zo wordt gespeculeerd dat één of meerdere gammaflitsen in ons eigen sterrenstelsel verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor bepaalde uitstervingsgebeurtenissen in het verleden. Om deze hypothese te toetsen, hebben we echter aanzienlijk meer gegevens nodig, zo benadrukken onderzoekers.
Nu ze precies weten waar ze moeten zoeken, is het team begonnen met het analyseren van meer CSES-gegevens. Deze willen ze vervolgens vergelijken met andere gammaflitsen die door Integral zijn waargenomen. Dit zorgt ervoor dat we kunnen blijven ontdekken hoe de aarde verbonden is met de verste delen van het heelal.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten