Gammastraal barstte gaststelsels. Klik om te vergroten
Als er een gammastraaluitbarsting in de buurt van de aarde zou plaatsvinden, zou dit een zeer slechte dag worden: onze ozonlaag zou worden verwijderd, het wereldwijde klimaat zou dramatisch veranderen en het leven zou moeite hebben om te overleven. Gelukkig lijkt het erop dat ze niet voorkomen in sterrenstelsels zoals onze Melkweg. Onderzoekers hebben ontdekt dat uitbarstingen vaak voorkomen in kleine onregelmatige sterrenstelsels die zwaardere chemische elementen missen.
Een gammastraaluitbarsting (GRB) in ons eigen sterrenstelsel kan het leven op aarde decimeren, de ozonlaag vernietigen, klimaatverandering veroorzaken en de evolutie van het leven drastisch veranderen. Het goede nieuws is echter dat uit online gepubliceerde resultaten in Nature blijkt dat de kans op een natuurramp als gevolg van een GRB veel lager is dan eerder werd gedacht.
GRB's met een lange duur zijn krachtige flitsen van hoogenergetische straling die voortkomen uit enkele van de grootste explosies van extreem zware sterren. Astronomen hebben in totaal 42 GRB's van lange duur geanalyseerd? die langer dan twee seconden duren? bf? in verschillende Hubble Space Telescope (HST) -onderzoeken.
Ze hebben ontdekt dat de sterrenstelsels waaruit ze afkomstig zijn, doorgaans kleine, zwakke en misvormde (onregelmatige) sterrenstelsels zijn, terwijl er maar één werd gezien vanuit een groot spiraalstelsel vergelijkbaar met de Melkweg. Daarentegen bleken supernova's (ook het resultaat van instortende massieve sterren) ongeveer de helft van de tijd in spiraalstelsels te liggen.
Deze resultaten, gepubliceerd in de online editie van 10 mei van het tijdschrift Nature, geven aan dat GRB's zich alleen vormen in zeer specifieke omgevingen, die verschillen van die in de Melkweg.
Andrew Fruchter van het Space Telescope Science Institute, de hoofdauteur van het artikel, zei: "Hun voorkomen in kleine onregelmatige ruimtes houdt in dat alleen sterren zonder zware chemische elementen (elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium) de neiging hebben om GRB's van lange duur te produceren."
Dit betekent dat lange uitbarstingen in het verleden vaker voorkwamen wanneer sterrenstelsels niet over een grote voorraad zware elementen beschikten. Melkwegstelsels bouwen een voorraad zwaardere chemische elementen op door de voortdurende evolutie van opeenvolgende generaties sterren. Sterren van de vroege generatie werden gevormd voordat er zwaardere elementen in het heelal voorkwamen.
De auteurs ontdekten ook dat de locaties van GRB's verschilden van de locaties van supernovae (die een veel voorkomende variant van exploderende sterren zijn). GRB's waren veel meer geconcentreerd op de helderste gebieden van hun gaststelsels, waar de zwaarste sterren zich bevinden. Supernovae komen daarentegen voor in hun gaststelsels.
“De ontdekking dat GRB's met een lange duur in de helderste gebieden van hun gaststelsels liggen, suggereert dat ze afkomstig zijn van de meest massieve sterren? Bf? misschien wel twintig of meer keer zo massief als onze zon ', zegt Andrew Levan van de University of Hertfordshire, co-auteur van de studie.
Het is echter onwaarschijnlijk dat zware sterren die rijk zijn aan zware elementen GRB's triggeren omdat ze teveel materiaal kunnen verliezen door stellaire "winden" van hun oppervlak voordat ze instorten en exploderen. Wanneer dit gebeurt, hebben de sterren niet genoeg massa meer om een zwart gat te produceren, een noodzakelijke voorwaarde om GRB's te activeren. De energie van de instorting ontsnapt langs een smalle straal, als een waterstroom uit een slang. De vorming van gerichte stralen, die energie langs een smalle straal concentreren, zou verklaren waarom GRB's zo krachtig zijn.
Als een ster te veel massa verliest, mag hij alleen een neutronenster achterlaten die geen GRB kan activeren. Aan de andere kant, als de ster te weinig massa verliest, kan de straal niet door de ster heen branden. Dit betekent dat sterren met een extreem hoge massa die te veel materiaal opblazen mogelijk geen kandidaten zijn voor lange uitbarstingen. Evenmin zijn de sterren die te weinig materiaal opgeven.
"Het is een Goldilocks-scenario", zei Fruchter. “Alleen supernova's waarvan de voorvadersterren wat, maar niet te veel massa hebben verloren, lijken kandidaten te zijn voor de vorming van GRB's ?? bf ?.
“In het verleden hebben mensen gesuggereerd dat het mogelijk zou kunnen zijn om GRB's te gebruiken om de locaties van stervorming te volgen. Dit werkt duidelijk niet in het universum zoals we het nu zien, maar toen het universum jong was, waren GRB's misschien wel vaker voor, en kunnen we ze misschien nog wel gebruiken om de allereerste sterren te zien die na de Big Bang, 'voegde Levan eraan toe.
Oorspronkelijke bron: RAS News Release
