Jaarlijks brengt het Amerikaanse blad Science in de maand december een
lijst uit van de top tien belangrijkste wetenschappelijke doorbraken van
het jaar.
Zowel in 1997 als in 1999 stond de groep van de onlangs overleden UvA
hoogleraar Jan van Paradijs in deze top tien. Hun ontdekkingen leidden tot
de opheldering van de oorsprong en aard van de mysterieuze uitbarstingen
van gammastraling in het heelal. In 1967 werden deze met Amerikaanse
spionagesatellieten bij toeval ontdekt.
Meer dan 30 jaar lang waren deze uitbarstingen een groot mysterie voor
astronomen. Ze verschijnen enkele malen per dag op willekeurige plekken aan
de hemel en duren een fractie van een seconde tot een tiental minuten. In
1997 heeft het team van Van Paradijs als eerste zo'n mysterieuze gammabron
kunnen identificeren met een zwakke bron van optische straling die nog
enkele weken nagloeide. De bron bleek zich in een zeer ver verwijderd
sterrenstelsel te bevinden, op 7 miljard lichtjaar afstand.
Sindsdien is
met optische en radiotelescopen van twaalf gamma uitbarstingen het
"nagloeien" ontdekt. In alle gevallen op één na staan de bronnen op zeer
grote afstanden in het heelal, tussen 4 en 11 miljard lichtjaar. Het zijn
de meest krachtige bronnen van straling in het heelal die we kennen. Binnen
een paar seconden stralen ze meer energie uit dan de Zon in tien miljard
jaar. Deze ontdekking door het team van Van Paradijs rekende Science in
1997 tot de vijf belangrijkste wetenschappelijke doorbraken van dat jaar.
In april 1998 ontdekte de Amsterdamse promovendus Titus Galama een
gamma-uitbarsting op betrekkelijke korte afstand (150 miljoen lichtjaren)
die gepaard ging met een zeer bijzondere supernova. Supernova explosies
markeren het einde van het leven van een zware ster, waarbij de uitgebrande
kern van de ster instort tot een zeer compacte object: een neutronenster of
een zwart gat, terwijl de buitenlagen explosief worden uitgestoten. De zeer
bijzondere eigenschappen van de supernova van 25 april 1998 wezen erop dat
het hier om een buitengewoon zware ster ging, waarvan de kern instortte tot
een zwart gat. Afgelopen jaar ontdekten Galama en Van Paradijs een tweede
uitbarsting van gammastraling waarvan de afname van de lichtintensiteit
bij het nagloeien identiek was met die van de supernovae van 25 april 1998.
En Amerikaanse collega's ontdekten een derde gamma uitbarsting die met
een dergelijke supernova samenviel.
Gezien de gelijkenis met de supernova van 25 april 1998 ziet het er daarom
naar uit dat op zijn minst een deel van de gamma uitbarstingen samenvallen
met supernova's die de geboorte van een zwart gat markeren. Daarmee is een
deel van het raadsel hoe deze enorme uitbarstingen van energie ontstaan
verklaard. Science rekende deze ontdekking van het verband tussen gamma
uitbarstingen en supernova's tot de top tien doorbraken van het jaar 1999.
Titus Galama is inmiddels op 8 december 1999 cum laude aan de UvA
gepromoveerd, en werkt thans aan het California Institute of Technology in
Pasadena. Een andere promovendus, Paul Groot, die een belangrijke bijdrage
aan de doorbraak uit 1997 leverde, is op 7 december 1999 gepromoveerd,
eveneens cum laude, en werkt thans aan de Harvard University.