Snelle radio-uitbarstingen vormen al meer dan vijftien jaar een raadsel voor astronomen. Deze korte, heldere flitsen van radiogolven duren vaak maar milliseconden en kunnen door radiotelescopen van diep in het heelal worden waargenomen.
In een nieuw onderzoek gebruikten wetenschappers radiotelescopen in Zweden, Duitsland, Nederland en Polen om een zich herhalende bron van snelle radio-uitbarstingen te volgen. "Dit is de langste studie tot nu toe van een enkele bron van snelle radio-uitbarstingen", zegt Wolfgang Herrmann, radioamateur en lid van het wetenschappelijke team.
46 heldere uitbarstingen
Gedurende meerdere weken keken de vier telescopen tot 12 uur per dag naar de radiobron. De waarnemingscampagne werd verdeeld over vier telescopen: de telescoop in Onsala, Zweden met een diameter van 25 meter, een 25-meter schotel van de Westerbork Synthese Radiotelescoop (WSRT) in Nederland, de 32-meter telescoop in Toruń, Polen, en de 25-meter telescoop in Stockert, Duitsland. De telescoop in Stockert wordt beheerd door de non-profitorganisatie Astropeiler Stockert e.V., waarvan de leden vertegenwoordigd zijn in het wetenschapsteam.
In totaal registreerden de telescopen 46 heldere uitbarstingen, die elk slechts enkele milliseconden duurden.
"Deze bron was eerder bestudeerd met een veel grotere radiotelescoop, FAST in China, dus we wisten wat we konden verwachten. Maar we waren echt verrast door wat we zagen. Van de uitbarstingen die we verzamelden, waren er veel meer zeer helder dan we hadden verwacht", vertelt Franz Kirsten, astronoom bij Onsala Space Observatory, Chalmers.
Verrassende conclusies
Als deze herhalende bron typisch is, zo redeneren de astronomen, dan kunnen ze twee verrassende conclusies trekken.
Ten eerste wijzen de nieuwe waarnemingen op een verrassende nieuwe interpretatie over de bronnen van snelle radio-uitbarstingen. De uitbarstingen die tot nu toe zijn geregistreerd, zijn bijna allemaal maar één keer gezien. "Omdat sommige bronnen zich herhalen, werd gespeculeerd dat ze dat allemaal zouden kunnen. Nu hebben we eindelijk statistieken van een repeater waarmee we een goede vergelijking kunnen maken met niet-repeaters. En het lijkt erop dat het echt waar zou kunnen zijn: alle snelle radio-uitbarstingen worden herhaald als je maar lang genoeg kijkt", zegt teamlid Omar Ould-Boukattine, astronoom bij ASTRON en de Universiteit van Amsterdam.
Ten tweede: de helderste snelle radio-uitbarstingen zouden op enorme afstanden te zien kunnen zijn. "We denken dat heldere uitbarstingen zoals deze gezien kunnen worden vanuit de meest afgelegen sterrenstelsels die we kennen, zoals de sterrenstelsels die onlangs ontdekt zijn door de James Webb Space Telescope, die we zien in licht dat naar ons toe is gereisd sinds het heelal slechts een paar honderd miljoen jaar oud was", zegt Marcin Gawroński, teamlid aan de Nicolaus Copernicus Universiteit in Toruń, Polen.
Geschiedenis van het universum
Hoewel wetenschappers nog niet weten wat de oorzaak is van snelle radio-uitbarstingen, zijn er veel aanwijzingen die ze in verband brengen met dichte, gemagnetiseerde overblijfselen van geëxplodeerde sterren, magnetars en neutronensterren genaamd.
"Als we snelle radio-uitbarstingen kunnen zien uit de tijd dat de allereerste sterren en sterrenstelsels schitterden, zou dat ons een compleet nieuwe manier geven om toegang te krijgen tot die tijd in de geschiedenis van het heelal", zegt Franz Kirsten.
De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het artikel A link between repetating and non-repeating fast radio bursts through their energy distributions, dat op 4 januari 2024 is verschenen in het tijdschrift Nature Astronomy.