Astronomen zien zware elementen ontstaan na heldere gammaflits

Een internationaal team van astronomen, geleid door Andrew Levan (Radboud Universiteit) heeft zware elementen ontdekt na een heldere gammaflits in een sterrenstelsel op ongeveer 1 miljard lichtjaar van ons vandaan. Het team, waaronder Radboud-astronomen Ashley Chrimes, Nicola Gaspari, Andrew Levan, Daniele Bjorn Malesani en Maria Ravasio onderzochten de flits die op 7 maart 2023 ontstond, toen twee neutronensterren samensmolten tot een zogeheten kilonova. Het is de eerste kilonova waarvan de nasleep met de James Webb-ruimtelescoop kon worden waargenomen. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het vakblad Nature.

De gammaflits, GRB230307A, is de op een na helderste uitbarsting in de vijftig jaar sinds de speurtocht naar gammaflitsen begon. GRB230307A is duizend keer helderder dan de typische gammaflits. ’Dit is een lange en extreem heldere gammaflits, iets wat slechts eens per paar decennia voorkomt’, zegt teamlid Daniele Bjorn Malesani. 

Nader onderzoek met meerdere telescopen op aarde en in de ruimte wees uit dat de flits voortkomt uit een  kilonova. De kilonova ontstond bij het samensmelten van twee neutronensterren in een sterrenstelsel op 1 miljard lichtjaar van de aarde.

’Er zijn pas een handvol kilonova’s bekend en het is voor het eerst dat we met de  James Webb-ruimtelescoop naar de nasleep van een kilonova konden kijken,’ aldus onderzoeksleider  Andrew Levan (Radboud Universiteit). Hij was in 2013 betrokken bij de eerste detectie van een kilonova.

Dankzij de mede in Nederland ontwikkelde Near-Infrared Spectrograph van de James Webb-ruimtetelescoop zagen de onderzoekers in het infraroodspectrum van de kilonova pieken die overeenkomen met de typische vingerafdruk van het element telluur. De astronomen namen ook hints waar van andere elementen zoals  zeldzame aardmetalen.

’We zochten vroeger naar kilonova’s in zwaartekrachtgolven, maar zien ze nu dus ook in connectie tot gammaflitsen. Dat biedt nieuwe mogelijkheden om deze explosies te vinden en beter te begrijpen waar de zware elementen in het universum worden gemaakt,’ zegt Maria Ravsio, co-auteur. In de toekomst hopen de onderzoekers vaker gecombineerde waarnemingen aan kilonova’s te doen. Daarmee kunnen ze de theorie over het ontstaan van zware elementen in kilonova’s beter onderbouwen.

Dit onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift  Nature en maakte gebruik van veel telescopen op de grond en in de ruimte. Daaronder zijn de James Webb-ruimtelescoop, het Chandra X-ray Observatory, het Neil Gehrels Swift Observatory, de Fermi Space Telescope en de faciliteiten van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), het Gemini Observatory, de Australia Compact Telescope Array en de MeerKAT telescope.

Meer weten? Neem contact op met de onderzoekers zelf of met Persvoorlichting & Wetenschapscommunicatie 024 361 6000 media [at] ru.nl ( media[at]ru[dot]nl ) .

Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica , Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics