Ultrakorte gammaflits ontstaat als compacte sterren versmelten

De kortste gammaflitsen uit het heelal ontstaan door de versmelting van twee extreem compacte sterren. Dat concludeert een internationale groep astronomen (onder wie van de universiteit van Amsterdam) die voor het eerst de herkomst en afstand van twee van deze flitsen heeft bepaald (Nature, 6 oktober). Ultrakorte gammaflitsen duren gemiddeld een fractie van een seconde en onderscheiden zich daarmee duidelijk van de langere flitsen, die gemiddeld een halve minuut duren. De lange gammaflitsen komen uit van verre sterrenstelsels en zijn op de oerknal na de krachtigste explosies in het heelal.

Gammaflitsen worden – omdat gammastraling niet door de dampkring heendringt – waargenomen met speciale detectoren aan boord van satellieten. Iedere dag wordt er wel ergens aan de hemel één gesignaleerd. Bij ongeveer de helft wordt kort daarna met behulp van telescopen op aarde ook een lichtpunt waargenomen: het nagloeien van de explosiehaard. Zo kunnen astronomen nagaan waar de explosie plaatsvond en wat er daarbij gebeurde. Enkele jaren geleden werd ontdekt dat de langere flitsen samenhangen met de explosie van zeer zware sterren, zogeheten hypernova's. Maar van de korte flitsen kon geen nagloeiend restant worden gevonden.

Momenteel draaien twee Amerikaanse satellieten om de aarde, HETE en Swift, die nauwkeurig de positie van ook korte gammaflitsen bepalen en deze informatie vliegensvlug naar sterrenwachten op aarde zenden. Hierdoor hebben astronomen kunnen vaststellen dat de gammaflits van 9 mei, die 40 milliseconden duurde, van een elliptisch sterrenstelsel op een afstand van 3 miljard lichtjaar kwam. Daar zo'n stelsel vooral uit oude, lichte sterren bestaat, is het onwaarschijnlijk dat de flits werd veroorzaakt door de explosie van een jonge, zware ster. Tot eenzelfde conclusie komen astronomen die de veel krachtiger flits van 9 juli hebben bestudeerd. Die duurde 70 milliseconden en kwam van een sterrenstelsel op 2 miljard lichtjaar afstand. In het licht van de nagoeiende vuurbal werd geen enkel spoor van een hypernova gevonden.

Deze resultaten vormen een belangrijke steun voor de al langer bestaande theorie dat de korte gammaflitsen niet door hypernova's worden veroorzaakt, maar door de versmelting van zeer compacte objecten, zoals twee neutronensterren of een neutronenster en een zwart gat. Als zulke objecten – de massa van de zon in een volume van hooguit vijftien kilometer diameter – in een baan om elkaar draaien, komen ze in de loop der tijd door het uitzenden van gravitatiestraling steeds dichter naar elkaar toe. Wanneer ze uiteindelijk met elkaar versmelten, komt er zoveel energie vrij dat er ook gammastraling wordt uitgezonden. Hoe dat precies in zijn werk gaat en wat er na zo'n versmelting overblijft, is vooralsnog onbekend.