Universiteit van Amsterdam
Nieuwsbericht, 24 mei 2002
UvA-onderzoekers brengen ontstaan en energiebron van gammaflitsen in kaart
In 1997 ontdekten UvA-onderzoekers als eerste sterrenkundigen een 'nagloeiende' gammaflits. Twee jonge onderzoekers borduurden voort op deze spectaculaire ontdekking en promoveren in de tweede week van juni aan de UvA. Georg Drenkhahn identificeert een mogelijke energiebron van gammaflitsen; Paul Vreeswijk onderzocht het verband tussen het onstaan van gammaflitsen en supernova's.
Gammaflitsen, ofwel gamma-ray-bursters, zijn kortstondige flitsen (0,001 tot 100 seconden) van gammastraling, ontdekt door de Amerikaanse militaire Vela satellieten in 1967. Lange tijd was de afstand tot deze mysterieuze flitsen onbekend, en daardoor ook de kracht van de explosie en de bron ervan. Met behulp van gegevens van de Italiaans-Nederlandse satelliet BeppoSAX werd in 1997 aan de UvA het eerste optische nagloeien van een gammaflits ontdekt door sterrenkundigen van het Sterrenkundig Instituut 'Anton Pannekoek' van de UvA, die onder leiding stonden van Jan van Paradijs. Van de tweede nagloeier kon nauwkeurig de afstand worden bepaald, en deze gammaflitsen bleken op afstanden van miljarden lichtjaren te staan, wat ze tot de meest lichtkrachtige explosies van het heelal maakt.
Georg Drenkhahn laat zien dat gebeurtenissen als het ineenstorten van een massieve ster een mogelijke verklaring kunnen bieden voor de productie van de enorme hoeveelheden energie die een gammaflits produceert. Waarnemingen wijzen op de uitstroom van plasma met bijna de lichtsnelheid vanuit een centrale bron. De gedetecteerde straling moet afkomstig zijn van deze plasma-uitstroom door een transparant medium, terwijl de energiemachine in de centrale kern onzichtbaar blijft. Een gangbaar model neemt neutrino's die aan de kern ontrokken worden als uitgangspunt voor een verklaring. Hoe de versnelling van het plasma hieruit voortvloeit is volgens Drenkhahn niet duidelijk Als mogelijke verklaring stelt de promovendus een gemagnetiseerde centrale bron voor. Deze functioneert als een grote antenne/zender die de rotatie-energie verspreid via een elektromagnetische golf. Op grotere afstanden van de bron, waar de plasmastroom transparant wordt, zorgt het veld ervoor dat het plasma hoogenergetische straling kan afgeven. Het langzame verval van het magnetisch veld verklaart niet alleen de straling, maar levert ook de energie voor het versnellen van het plasma tot bijna de lichtsnelheid. Dit is de eerste kwantitatieve goed doorgerekende onderbouwing voor deze verklaring, aldus Drenkhahn. Deze magnetische velden vormen daarmee een elegante oplossing voor enkele fundamentele vragen rond gammaflitsen.
Paul Vreeswijk onderzocht verschillende aspecten van het nagloeien van gammaflitsen vanaf maart 1998. Een daarvan is de ontdekking van een supernova op de plek aan de hemel waar nog geen dag daarvoor een gammaflits was afgegaan. Deze ontdekking suggereerde voor het eerst dat gammaflitsen wel eens te maken kunnen hebben met supernova-explosies, wat sterke aanwijzingen gaf voor de juistheid van het zogenaamde collapsar-model. In dit model ontploft een snel roterende, zware ster, waarbij zowel een gammaflits als een supernova-explosie ontstaan. De promovendus beschrijft de ontdekking van het nagloeien en de bepaling van de afstand tot twee gammaflitsen. Ook bestudeerde hij de melkwegstelsels waar deze gammaflits miljarden jaren geleden in plaats vonden. Het ene is een helder stelsel waarin veel nieuwe zware sterren gevormd worden. Dit is te verwachten als de bron van gammaflitsen de dood van een zware ster is, zoals in het collapsar-model. Het gastmelkwegstelsel van de andere gammaflits blijkt ontzettend zwak te zijn. Toch is het mogelijk om dit stelsel te bestuderen omdat de heldere gammaflits het gaststelsel even oplicht. Dit laat zien dat gammaflitsen in de toekomst zeer goed gebruikt kunnen worden om het zeer jonge heelal mee te kunnen bestuderen.
G.A. Drenkhahn: Magnetically powered Gamma-ray bursts. Promotor is prof. dr. H.C. Spruit.
Dinsdag 11 juni 11.00 uur.
P.M. Vreeswijk: Gamma-ray burst afterglows and the nature of their host galaxies. Promotor is prof. dr. E.P.J. van den Heuvel. Woensdag 12 juni 10.00 uur
Locatie: Aula van de UvA, Singel 411 Amsterdam.
drs. Frans Stravers
Persvoorlichter UvA
tel. 020-5254956
fax. 020-5254963
e-mail:fstravers@bdu.uva.nl