Het is 12 november 2023. De Integral-satelliet van de European Space Agency (ESA) registreert een enorme uitbarsting aan gammastraling. De ‘gammaflits’ duurt slechts een tiende van seconde, maar dat is voldoende om ruimtewetenschappers wereldwijd te laten buigen over de herkomst ervan. De conclusie, die nu is gepubliceerd in vakblad Nature, overtreft alle verwachtingen: het blijkt te gaan om een nog veel zeldzamer ruimtefenomeen dan werd gedacht.

Met deze gammaflits bleek iets geks aan de hand

Gammastraling is onzichtbare elektromagnetische straling met een veel hogere energie dan ultraviolet licht en röntgenstraling. Gammaflitsen zijn relatief zeldzame uitbarstingen van zo’n hoogenergetische gammastraal. Ze ontstaan op grote afstand van de aarde en duren enkele milliseconden tot hooguit enkele minuten – op een kosmische tijdschaal niets meer dan een oogwenk.

Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw is het met speciale satellieten mogelijk om deze gammaflitsen waar te nemen. Juist vanwege de zeldzaamheid, is observatie ervan een stuk lastiger dan bijvoorbeeld bij röntgenstraling of ultraviolet licht. Toch dachten astronomen het verschijnsel inmiddels volledig te hebben doorgrond: gammaflitsen zouden het gevolg zijn van twee botsende neutronensterren – de kleine en extreem dichte overblijfselen van ingestorte reuzensterren.

‘Na een gammaflits volgt een zogenoemde afterglow: het uitzenden van grote hoeveelheden röntgenstraling,’ stelt Sandro Mereghetti, hoofdonderzoeker en werkzaam voor het Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Milano in Italië. ‘Zo’n afterglow kan uren of soms zelfs dagen aanhouden.’ Maar met deze gammaflits was iets geks: de röntgenstraling was in geen velden of wegen te bekennen. Dat mysterie lijkt nu opgelost.

Het mysterie opgelost: een magnetar

Volgens Mereghetti is de bijzondere gammaflits van afgelopen november het gevolg van een van de zeldzaamste en krachtigste explosies binnen het heelal: de enorme uitbarsting van een zogeheten magnetar: een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld, dat ondanks zijn formaat van een kleine stad dezelfde massa kent als de zon. Deze magnetar bevindt zich in het relatief dichtbijgelegen M82-zonnestelsel, op zo’n twaalfduizend lichtjaar van onze aarde.

Net als neutronensterren komen magnetars voort uit de instorting van nog veel grotere reuzensterren. Maar om nog onbekende redenen is hun magnetisch veld tot wel duizenden keren sterker dan ‘reguliere’ neutronensterren. ‘Magnetars worden aangedreven door het verval van hun magnetisch veld,’ aldus Mereghetti. ‘Hierbij komt energie vrij in de vorm van hitte, die zich uiten kan in een uitzonderlijke gammaflits zoals we die afgelopen november waarnamen.’

Overigens is op onze zon een vergelijkbaar proces gaande. Dergelijke uitbarstingen noemen we – je raadt het misschien al – zonnevlammen. En die veroorzaken hier op aarde uiteindelijk nog zo’n spectaculair ruimtefenomeen: poollicht, dat je op verschillende plekken in het noorden kunt zien. Maar om het even in perspectief te plaatsen: bij één uitbarsting van een magnetar kan in slechts een honderdste van een seconde net zo veel energie vrijkomen als de zon in een miljoen jaar tijd uitstraalt.

Hoe bijzonder is de uitbarsting van zo’n magnetar?

‘Gewone’ gammaflitsen zijn al geen dagelijkse kost: die bereiken de aarde grofweg eens per maand. Maar volgens Mereghetti registreerden astronomen in de afgelopen vijftig jaar slechts driemaal een uitbarsting van zo’n magnetar. Mereghetti geeft toe het nodige geluk te hebben gehad: de Integral-satelliet bleek toevallig in de richting van het M82-zonnestelsel te ‘kijken’ toen de opmerkelijke gammaflits plaatsvond.

Mereghetti hoopt dat astronomen wereldwijd hun aandacht blijven richten op het mogelijk ‘magnetarrijke’ M82-zonnestelsel, in de hoop meer van zulke zeldzame gammaflitsen uit magnetars te kunnen spotten: ‘Dergelijke data is ongekend waardevol om ons meer te leren over de complexe levenscyclus van sterren en de ontstaansgeschiedenis van het heelal als geheel.’