Op 25 december 2010 om 13:38 uur EST, de Swift Burst Alert Telescope van NASA, detecteerde een bijzonder langlevende gammastraaluitbarsting in het sterrenbeeld Andromeda. De uitbarsting (bekend als GRB 101225A), die bijna een half uur duurde, was afkomstig van een onbekende afstand, waardoor astronomen moesten puzzelen over precies wat zo'n oogverblindend vakantiedisplay heeft gecreëerd.
Nu is er niet slechts één maar twee theorieën over de oorzaak van deze uitbarsting, beide gerapporteerd in artikelen door een onderzoeksteam van het Institute of Astrophysics in Granada, Spanje. De kranten verschijnen in het nummer van 1 december van Natuur.
Gammaflitsen zijn de meest lichtgevende explosies van het heelal. De meeste komen voor wanneer een massieve ster geen nucleaire brandstof meer heeft. Als de kern van de ster instort, ontstaat er een zwart gat of een neutronenster die intense stralen gas en straling naar buiten stuurt. Terwijl de stralen de ruimte in schieten, slaan ze op gas dat eerder door de ster is afgeworpen en verwarmen het, waardoor een heldere nagloeiing ontstaat.
Als een GRB-jet op de aarde is gericht, kan deze worden gedetecteerd door instrumenten zoals die aan boord van het Swift-ruimtevaartuig.
Gelukkig komen GRB's meestal van grote afstanden, omdat ze buitengewoon krachtig zijn en mogelijk een gevaar voor het leven op aarde kunnen vormen als iemand direct van dichtbij genoeg zou toeslaan. Gelukkig voor ons is de kans dat dat gebeurt extreem klein ... maar niet onbestaande. Dat is een van de redenen waarom GRB's zo interessant zijn voor astronomen ... dat naar het heelal kijken, is in zekere zin alsof je door de vaten van een onbekend aantal verre kanonnen kijkt.
De "Christmas burst" van 2010, zoals het evenement ook wordt genoemd, zou een neutronenster als hoofdrol spelen. De ongelooflijk dichte kernen die overblijven na de dood van een massieve ster, neutronensterren roteren extreem snel en hebben intense magnetische velden.
Een van de nieuwe theorieën stelt zich een neutronenster voor als onderdeel van een binair systeem dat ook een zich uitbreidende rode reus omvat. Mogelijk is de neutronenster verzwolgen door de buitenatmosfeer van zijn partner. Door de zwaartekracht van de neutronenster zou hij meer massa en dus meer momentum hebben gekregen, waardoor hij sneller zou gaan draaien terwijl hij zijn magnetische veld van energie zou voorzien. Het sterkere veld zou dan een deel van het stellaire materiaal in de ruimte hebben afgevuurd als polaire stralen… stralen die vervolgens in wisselwerking stonden met eerder uitgestoten gassen, waardoor de door Swift gedetecteerde GRB ontstond.
Dit scenario plaatst de bron van de kerstuitbarsting op ongeveer 5,5 miljard lichtjaar afstand, wat samenvalt met de waargenomen locatie van een zwak sterrenstelsel.
Een alternatieve theorie, ook geaccepteerd door het onderzoeksteam, betreft de botsing van een komeetachtig object en een neutronenster in ons eigen sterrenstelsel, ongeveer 10.000 lichtjaar van ons verwijderd. Het komeetachtige lichaam zou iets kunnen zijn dat lijkt op een Kuipergordelobject dat, als het zich in een verre baan rond een neutronenster bevindt, de aanvankelijke supernova-explosie alleen heeft overleefd om uiteindelijk op een spiraalvormig pad naar binnen te eindigen.
Het object, naar schatting ongeveer de helft van de asteroïde Ceres, zou door getijdekrachten zijn afgebroken toen het de neutronenster naderde. Vuil dat de ster beïnvloedde, zou door Swift detecteerbare gammastraling hebben veroorzaakt, met later aankomend materiaal dat de duur van de GRB verlengde tot in het röntgenspectrum ... dat ook samenviel met de metingen van Swift.
Beide scenario's zijn in lijn met de processen die nu door onderzoekers zijn aanvaard als plausibele verklaringen voor GRB's dankzij de schat aan gegevens van de Swift-telescoop, gelanceerd in 2004.
"Het mooie van de kerstuitbarsting is dat we twee exotische scenario's moeten gebruiken om het uit te leggen, maar zulke zeldzame excentriekelingen zullen ons helpen het veld vooruit te helpen", zegt Chryssa Kouveliotou, co-auteur van de studie bij NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville , Alabama.
Meer waarnemingen met andere instrumenten, zoals de Hubble-ruimtetelescoop, zullen nodig zijn om te onderscheiden welke van de twee theorieën het meest waarschijnlijk het geval is ... of misschien om beide uit te sluiten, wat zou betekenen dat iets anders de bron is van de kerstuitbarsting van 2010!
