Snelle röntgenflitsen
Jonker ontvangt een ERC Advanced Grant van 3 miljoen euro voor zijn onderzoek naar snelle röntgenflitsen. Al in 2013 ontdekte Jonker de eerste snelle röntgenflits. Deze flitsen konden tot voor kort alleen bij toeval in satellietwaarnemingen gevonden worden. Ze werden pas ontdekt in de weken en vaak zelfs jaren nadat een flits was afgegaan. Dit maakte het nagenoeg onmogelijk om licht op andere golflengtes zoals zichtbaar licht, dat bij zulke flitsen hoort, te bestuderen.
Uit recent onderzoek van Jonker’s groep en anderen blijkt dat deze flitsen wel eens gevormd zouden kunnen worden direct nadat twee neutronensterren zijn samengesmolten. Zulke gebeurtenissen kunnen sinds kort ook ‘gehoord’ worden via zwaartekrachtgolfdetecties. Eind dit jaar wordt de nieuwe röntgensatelliet Einstein Probe gelanceerd. De flitsen kunnen dan wel snel worden gevonden, net als het zichtbare licht dat erbij vrijkomt.
Jonker: "Als door het nieuwe onderzoek inderdaad blijkt dat deze snelle röntgenflitsen samenhangen met zwaartekrachtgolven die gemeten zijn bij het samensmelten van twee neutronensterren, dan kunnen we de gegevens combineren. Dat geeft een unieke mogelijkheid om de uitdijingssnelheid van het heelal te onderzoeken. Daarvan zijn nu metingen die niet overeenstemmen. Verder kunnen we bestuderen waar zeldzame aardmetalen zoals platina en goud ontstaan. We denken dat die gevormd worden bij het samensmelten van neutronensterren, maar dit is nog onzeker. Tenslotte, het zou wel eens kunnen dat er meer dan één soort bron verantwoordelijk is voor deze flitsen, we zien er namelijk erg veel, dus misschien ontdekken we een totaal nieuwe soort bron."
Snelle radioflitsen
Hessels ontvangt een ERC Advanced Grant van 3,5 miljoen euro voor zijn onderzoek naar snelle radioflitsen. Over de herkomst van deze radioflitsen is nog weinig bekend. De radiosignalen, die soms miljarden lichtjaren afleggen, lijken afkomstig uit andere sterrenstelsels. Recent onderzoek laat zien dat magnetars een mogelijke bron zijn van de radioflitsen, maar de eigenschappen van de snelle radioflitsen die tot nu toe zijn gedetecteerd wijzen op de mogelijkheid dat er meerdere soorten bronnen zijn. Dankzij nieuwe telescopen groeit het aantal detecties snel. Inmiddels zijn ook tientallen repeterende radioflitsen ontdekt.
Hessels en collega’s ontdekten in 2016 de eerste repeterende snelle radioflits van een bron buiten onze Melkweg. Sindsdien heeft hij met zijn onderzoeksgroep meerdere van deze repeterende bronnen nauwkeurig bestudeerd en teruggeleid naar hun sterrenstelsel van oorsprong. Hessels wil met de ERC-beurs met een gecoördineerd netwerk van Europese radiotelescopen het onderzoek naar de herkomst van repeterende radioflitsen systematisch gaan opzetten en uitvoeren.
Hessels: "Snelle radioflitsen (fast radio bursts in het Engels) zijn zowel een kosmisch mysterie als een unieke kans om het heelal op een nieuwe manier te bestuderen. Hoewel we weten dat sommige snelle radioflitsen afkomstig moeten zijn van de ultramagnetische neutronensterren die bekend staan als magnetars, hebben we ook verschillende aanwijzingen die erop wijzen dat er meerdere soorten astronomische bronnen zijn die snelle radioflitsen maken. Ik ga de geüpgradede LOFAR-telescoop en radiotelescoopschotels van het Europese VLBI-netwerk gebruiken om de hemel te scannen zoals nooit tevoren. We streven ernaar zowel de oorsprong van snelle radioflitsen te begrijpen als ze te gebruiken om het anders onzichtbare gas tussen sterren en sterrenstelsels te bestuderen. Dit zal ons inzicht geven in zowel de uitersten van het heelal als in de wijze waarop sterrenstelsels in de kosmische tijd evolueren."
Gas in en uit sterrenstelsels
Filippo Fraternali (Rijksuniversiteit Groningen) bestudeert de vorming en evolutie van sterrenstelsels, van het prille begin van het universum tot de huidige sterrenstelsels, waaronder de Melkweg. Hij richt zich met name op de rol van gas, het element waaruit het overgrote deel van de gewone materie in het heelal bestaat.
Sterrenstelsels danken hun groei en stervorming aan de aanvoer van nieuw gas uit het intergalactische medium. Tegelijkertijd zorgt de explosie van sterren als supernovae ervoor dat een grote hoeveelheid gas uit sterrenstelsels in de omgeving wordt uitgestoten. Fraternali bestudeert deze gasstromen door middel van analyses van waarnemingen, theoretische modellen en hydrodynamische simulaties. Echter, de natuurkunde van deze gasstromen en de wisselwerking daartussen is zeer complex, zodat ons huidige begrip ervan nogal onvolledig is.
Met zijn ERC-project probeert Fraternali de eigenschappen van gasstromen in en uit sterrenstelsels door middel van de kosmische kalender nauwkeurig te bepalen en daarbij een verklaring te geven voor hun rol in de vorming en evolutie van sterrenstelsels. Om dit doel te bereiken zal hij een combinatie van innovatieve gegevensanalyse en theoretisch onderzoek gebruiken. Gegevens van geavanceerde astronomische faciliteiten zoals ALMA en de JWST zullen worden gebruikt in combinatie met nieuw ontworpen theoretische modellen. Het uiteindelijke doel is om onze huidige modellen van de vorming van sterrenstelsels aanzienlijk te verbeteren.
ERC
ERC Advanced Grants bieden onderzoekers de mogelijkheid om ambitieuze, door nieuwsgierigheid gedreven projecten uit te voeren die tot wetenschappelijke doorbraken kunnen leiden. Ze worden toegekend aan gevestigde, toonaangevende onderzoekers met een bewezen staat van dienst in de afgelopen tien jaar. De European Research Council ERC maakte vandaag de toekenning bekend van 218 onderzoeksbeurzen, met een totale waarde van 544 miljoen euro.
Bronnen: Rijksuniversiteit Groningen, SRON, ASTRON, Radboud Universiteit, ERC