Het is een internationaal team van sterrenkundigen met daarbij onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam gelukt om de start van een gammaflits te volgen. De astronomen hielden de daarmee gepaard gaande supernova SN 2017iuk met meerdere telescopen in de gaten vanaf anderhalf uur na de detectie van de gammaflits op 5 december 2017. Nooit eerder werd het supernovasignaal zo snel en uitgebreid na de gammaflits geregistreerd. De onderzoekers publiceren hun bevindingen op donderdag 17 januari in het vakblad Nature.
Het onderzoek van de astronomen begint op 5 december 2017 als de zogeheten Burst Alert Telescope (BAT) op de Swift-satelliet alarm slaat. De BAT registreert een gammaflits met een duur van zo’n drie minuten. Een röntgentelescoop, ook aan bord van Swift, stelt vast dat de gammastraling komt van een ontploffende ster in de buitenste delen van een groot spiraalstelsel op zo'n vijfhonderd miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Dat is relatief dichtbij voor een gammaflits. Binnen anderhalf uur na het eerste signaal worden telescopen uit Spanje, de Verenigde Staten, Polen en Chili op de supernova gericht. Ook de X-shooterspectrograaf op de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili richt zijn vizier op SN 2017iuk/GRB 171205A.
Een internationale onderzoeksgroep, geleid door Luca Izzo en Antonio de Ugarte Postigo van het Instituto de Astrofisica de Andalucia (Spanje), analyseert vervolgens de gegevens die van de exploderende ster komen. Tijdens de eerste dag van de ontploffing blijkt er een straalstroom van materie weg te schieten met een snelheid van 115.000 kilometer per seconde (ongeveer een derde van de lichtsnelheid). Daarna verliest deze zogeheten relativistische jet energie en snelheid. Ondertussen vormt zich een cocon rond de jet met daarin elementen zoals silicium, calcium, ijzer, titaan, chroom en nikkel. Die elementen zijn in de ineenstortende kern van de ster gevormd en worden naar buiten gestuwd. De ster, oorspronkelijk tientallen keer zo zwaar als onze zon, zal waarschijnlijk als zwart gat eindigen.
Volgens Lex Kaper, sterrenkundige aan de Universiteit van Amsterdam en mede-auteur van het onderzoek, gebeurt het eens in de tien jaar dat een supernova zo snel na de gammaflits kan worden gedetecteerd. Dankzij de mede door Kaper in 2009 ontwikkelde X-shooter konden nu de spectra van de supernova nauwkeurig worden bestudeerd.
De Amsterdamse postdocs Jure Japelj en Vanna Pugliese werkten mee aan het onderzoek. Zij maken deel uit van het team dat 24 uur per dag alert is om de gammaflitsen met X-shooter op te volgen.
Gammaflitsen zijn de krachtigste explosies in het heelal. De eerste flits werd in 1970 waargenomen door drie militaire satellieten. Pas in 1997 konden astronomen onder leiding van Jan van Paradijs en Paul Groot van de Universiteit van Amsterdam dankzij een nagloeiende gammaflits in zichtbaar licht aantonen dat de flitsen van buiten onze Melkweg moesten komen. Een jaar later zagen de Amsterdamse promovendi Titus Galama en Paul Vreeswijk de eerste gammaflits die samenging met een supernova. Sindsdien hebben de Amsterdamse sterrenkundigen met hun internationale collega’s honderden gammaflitsen bestudeerd.
Artikel in Nature
"Signatures of a jet cocoon in early spectra of a supernova associated with a gamma-ray burst". Door: L. Izzo, et. al. In: Nature, 17 januari 2019.