Een verre flits, heel lang geleden

Op een recorddiepte in de kosmos hebben astronomen de explosie waargenomen van een zeer zware ster. Op het moment van de klap was het heelal maar 900 miljoen jaar oud.

De straling die bij de explosie vrijkwam, was buitengewoon intens. In één minuut kwam honderden keren zoveel energie vrij als de zon in zijn hele leven (ongeveer twaalf miljard jaar) zal uitzenden.

Ondanks de enorme afstand tot de aarde wist de Swift-satelliet van de NASA de flits te detecteren. Dat was op 4 september 2005, in het sterrenbeeld Vissen. Vervolgens kregen ook telescopen op aarde de seinpost uit het prille heelal in beeld. De waarnemingen zijn verricht door teams uit Italië, Japan en de Verenigde Staten. Ze zijn vandaag gepubliceerd in Nature.

Het betrof hier een zogeheten gammaflits, op de Oerknal na de krachtigste explosie in het heelal. Zo'n flits treedt op wanneer een zeer zware ster aan het eind van zijn leven is opgebrand en onder zijn eigen gewicht ineenstort tot een zwart gat. Tegelijk slingert de ster in een supernova-explosie zijn buitenste lagen de kosmos in, wat gepaard gaat met kolossale hoeveelheden straling.

In eerste instantie is dat energierijke gammastraling. Zodra Swift GRB 050904 (gamma ray burst met datum) zag, draaide de satelliet inenkele seconden in de juiste richting. Zo'n gammaflits duurt kort, in dit geval zo'n tachtig seconden. Niettemin wist Swift zijn positie aan de hemel tot op een honderdste graad nauwkeurig te bepalen.

Gewapend met die kennis volgden telescopen op aarde gedurende enkele dagen het nagloeien van de gammaflits in zichtbaar licht en in het infrarood. Uit die waarnemingen viel af te leiden dat GRB 050904 op een afstand van 12,7 miljard lichtjaar stond. Omdat het heelal 13,7 miljard lichtjaar oud is, is de gammaflits geproduceerd op een moment dat het heelal 900 miljoen jaar oud was. Niet eerder is een individuele ster zo 'kort' na de Oerknal waargenomen.

Gammaflitsen op zo'n grote afstand bieden informatie omtrent de condities waaronder in het zeer jonge heelal stervorming plaatsvond. Uit het spectrum van GRB 050904 blijkt dat de ontplofte ster behalve waterstof en helium, de oerelementen van de kosmos, ook zwaardere elementen als koolstof, stikstof en zwavel bevatte. Die elementen moeten gevormd zijn bij kernfusie in sterren van eerdere generaties waarvan het leven eveneens in een explosie eindigde. Hoe zwaarder een ster, des te sneller is hij opgebrand. Astronomen hopen aan de hand van nog oudere gammaflitsen te achterhalen hoe het heelal eruit zag in de periode voor de eerste sterren zich aandienden.