Door deze ontdekking moeten astronomen, waaronder Jason Hessels en Kenzie Nimmo van de Universiteit van Amsterdam, hun ideeën over de oorsprong van de geheimzinnige extragalactische signalen opnieuw bijstellen. Het resultaat werd bekendgemaakt op een bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Honolulu, Hawaï, VS en is gepubliceerd in Nature.

Raadsel

Het is voor astronomen een raadsel waar de korte, hevige uitbarstingen van radiostraling vandaan komen. Hoewel deze uitbarstingen maar eenduizendste van een seconde duren, zijn er tot nu toe al honderden gedetecteerd. Van slechts vier FRB’s is de exacte bron bekend. 

In 2016 werd vastgesteld dat een van deze vier gelokaliseerde bronnen zich op onvoorspelbare wijze herhaalde. De betreffende radioflitsen kwam steeds uit de richting van hetzelfde stukje hemel. Sindsdien maken onderzoekers onderscheid tussen FRB’s waarvan slechts één uitbarsting is waargenomen (niet-repeterende) en die waarvan meerdere radioflitsen zijn geregistreerd (repeterende).

Extreme omstandigheden

‘De meervoudige flitsen die we van de eerste repeterende FRB hebben gezien, kwamen voort uit heel specifieke en extreme omstandigheden in een heel klein (dwerg)sterrenstelsel,’ zegt Benito Marcote van het Joint Institute for VLBI ERIC en hoofdauteur van het huidige artikel. ‘Die ontdekking vormde het eerste stukje van de puzzel, maar riep meer vragen op dan zij beantwoordde, zoals de vraag of er een fundamenteel verschil bestaat tussen repeterende en niet-repeterende FRB’s. En nu hebben we een tweede repeterende FRB gelokaliseerd, die onze eerdere ideeën over wat de bron van deze radioflitsen kan zijn weer in twijfel trekt.’

Op 19 juni 2019 deden acht telescopen van het European VLBI Network (EVN) gelijktijdige waarnemingen van een radiobron die bekendstaat als FRB 180916.J0158+65. Deze bron was al in 2018 ontdekt met de CHIME-telescoop in Canada, en dat stelde het team onder leiding van Marcote in staat om met het EVN met zeer hoge resolutie naar FRB 180916.J0158+65 te kijken. In de loop van vijf uur namen de onderzoekers vier radioflitsen waar, die stuk voor stuk minder dan tweeduizendste van een seconde duurden. De hoge resolutie werd bereikt door de combinatie van radiotelescopen, verspreid over de wereld. Dankzij deze techniek, die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd, konden ze vaststellen dat de radioflitsen allemaal afkomstig waren uit een gebied aan de hemel van slechts ongeveer zeven lichtjaar groot. Deze lokalisatie is vergelijkbaar met het vanaf de aarde opsporen van een mens op de maan.

Met behulp van deze locatie kon het team waarnemingen doen met een van de grootste optische telescopen ter wereld, de 8-meter Gemini North op Mauna Kea (Hawaï). Door de omgeving van de bron te onderzoeken stelden de astronomen vast dat de radioflitsen afkomstig zijn uit een spiraalstelsel (SDSS J015800.28+654253.0) dat 500 miljoen lichtjaar van de aarde is verwijderd, en - meer specifiek - uit een gebied in dat stelsel waar veel stervorming plaatsvindt. 

Compleet anders

‘De gevonden locatie is compleet anders dan die van de eerder gelokaliseerde repeterende FRB, maar verschilt ook van alle andere onderzochte FRB’s,’ legt Kenzie Nimmo, promovendus aan de Universiteit van Amsterdam, uit. ‘De verschillen tussen repeterende en niet-repeterende snelle radioflitsen zijn dus minder duidelijk, en we denken nu dat deze verschijnselen niet gebonden zijn aan een specifiek type sterrenstelsel of omgeving. Het zou zomaar kunnen zijn dat FRB’s op een grote verscheidenheid aan locaties in het heelal kunnen optreden en alleen specifieke omstandigheden vereisen om waarneembaar te zijn.’

Hoewel het huidige onderzoek eerdere aannames in twijfel trekt, is deze FRB de meest nabije die ooit is waargenomen. Dat stelt astronomen in de gelegenheid om dit verschijnsel gedetailleerder dan ooit te onderzoeken.

‘We hopen dat verder onderzoek duidelijk zal maken onder welke omstandigheden deze geheimzinnige flitsen ontstaan. We streven ernaar om meer FRB’s nauwkeurig te lokaliseren en uiteindelijk hun ontstaan te begrijpen,’ besluit corresponderend auteur van het onderzoek, Jason Hessels (Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON) en de Universiteit van Amsterdam).

Publicatie

Marcote, B., Nimmo, K., Hessels, J.W.T., et al. 2020. ‘A repeating fast radio burst source localised to a nearby spiral galaxy’, Nature: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1866-z