Op 9 oktober 2022 nam een internationaal onderzoeksteam de helderste gammaflits ooit waar: GRB 221009A. Een team onder leiding van Northwestern University (VS) heeft nu bevestigd dat het fenomeen dat verantwoordelijk was voor de historische uitbarsting – ook wel de B.O.A.T. (de Engelse afkorting van ‘helderste aller tijden’) genoemd – is veroorzaakt door de ineenstorting en daaropvolgende explosie van een zware ster. Het team, met onder meer astronomen van de Radboud Universiteit, heeft de nagloeiende overblijfselen van deze zogeheten supernova ontdekt met behulp van de Webb-ruimtetelescoop (Nature Astronomy). Toen zijn licht de aarde bereikte, was de B.O.A.T. zo helder dat hij de meeste gammadetectoren verblindde. De krachtige explosie vond plaats op ongeveer 2,4 miljard lichtjaar van de aarde, in de richting van het sterrenbeeld Sagitta (Pijl) en duurde een paar honderd seconden. Bij de gammaflits werden fotonen geproduceerd met de hoogste energieën die ooit zijn waargenomen. Zes maanden nadat de gammaflits werd opgemerkt, gebruikte Peter Blanchard van Northwestern University de Webb-ruimtetelescoop om de nasleep ervan te onderzoeken. De gammaflits was zo helder dat hij in de eerste weken en maanden na de uitbarsting het licht van de ontplofte ster compleet overstraalde. Blanchard en zijn medewerkers moesten dus wachten tot GRB 221009A voldoende was afgezwakt om de naweeën van de gebeurtenis te kunnen bekijken. Het team gebruikte de nabij-infraroodspectrograaf van Webb om het licht van het object op infrarode golflengten waar te nemen. En daarbij werd de signatuur gezien van elementen zoals calcium en zuurstof, die kenmerkend zijn voor een supernova. Maar verrassend genoeg was de signatuur niet uitzonderlijk helder. Bovendien ontbraken elementen zwaarder dan ijzer. Op dit moment hebben astrofysici nog een onvolledig beeld van alle mechanismen in het heelal die elementen zwaarder dan ijzer kunnen produceren. Het belangrijkste mechanisme, het zogeheten r-proces, vereist een hoge concentratie neutronen. Maar tot nu toe hebben wetenschappers de productie van zware elementen via dit proces alleen kunnen bevestigen bij de samensmelting van twee neutronensterren, een botsing die in 2017 werd gedetecteerd door het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Maar er moeten nog andere manieren zijn om deze schaarse materialen te produceren. Er zijn simpelweg te veel zware elementen in het heelal en te weinig botsende neutronensterren. Het vermoeden bestond dat zware elementen ook zouden kunnen worden geproduceerd bij de ineenstorting van snel ronddraaiende zware sterren – het soort ster dat de B.O.A.T. heeft voortgebracht. Maar nu lijkt het er dus op dat dit niet per se het geval hoeft te zijn – althans niet bij extreem heldere gammaflitsen als deze. (EE) (Image Credit: Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA/IT Research Computing and Data Services)
