gammaflits

De waargenomen ring van gammaflitsen wijst op een structuur van vijf miljard lichtjaar doorsnee.

Vijf miljard lichtjaar grote ring grootste structuur ooit aangetroffen

Astronomen troffen een ring van gammaflitsen aan met een doorsnede van rond de vijf miljard lichtjaar. Deze ontdekking, die volgens mainstream kosmologische theorieën onmogelijk is, zet deze op zijn kop, zeggen de ontdekkers.

De structuur is ontdekt door een team van Hongaren en Amerikanen onder leiding van prof. Lajos Balász van het Konkoly Observatorium in Boedapest.

De waargenomen ring van gammaflitsen wijst op een structuur van vijf miljard lichtjaar doorsnee.
De waargenomen ring van gammaflitsen wijst op een structuur van vijf miljard lichtjaar doorsnee.

Het waarneembare heelal is honderd miljard lichtjaar in doorsnede en het heelal is, volgens recente schattingen, rond de 13,7 miljard jaar geleden ontstaan. Dat maakt wel duidelijk hoe absurd groot deze structuur is.

Gammaflitsen zijn extreem energierijke explosies,die in enkele seconden evenveel energie produceren als de zon in zijn gehele bestaan van tien miljard jaar. Astrofysici denken dat gammaflitsen ontstaan, as extreem zware sterren instorten tot zwart gat. Daarom kunnen gammaflitsen ook op miljarden lichtjaar afstand waargenomen worden en gebruiken astronomen gammaflitsen om de plaats van ver weg gelegen sterrenstelsels te bepalen.

Ring van gammaflitsen
De gammaflitsen die de nieuw ontdekte ring vormen, werden waargenomen door een groep satellieten en op aarde gebaseerde gammatelescopen. De plaatsen van oorsprong van de gammaflitsen lijken alle op een gelijke afstand van ons te staan – rond 7 miljard lichtjaar – in een cirkel met een doorsnede van 36 graden. Dat is meer dan zeventig maal de schijnbare doorsnede van de zon of de maan aan de hemel. Een werkelijk enorme structuur dus. Een eenvoudige berekening leert dan dat de ring een doorsnede van meer dan 5 miljard lichtjaar heeft. Volgens Balász is er minder dan 1:20.000 kans dat dit patroon door toeval ontstond. Als je door een bolschil heenkijkt, lijkt het op een ring. Planetaire nevels, bijvoorbeeld, zien er uit als ringen, maar zijn  in feite bolschillen gas van geëxplodeerde sterren. Het team denkt daarom dat het hier ook om een bolschilachtige structuur moet gaan.

Kosmologisch principe
Nu is er alleen een probleem. Volgens de bestaande kosmologische theorieën is deze ring tien maal zo groot als volgens standaard theorieën mogelijk is. De grootste structuren die in de kosmische achtergrondstraling werden gevonden, zijn maar een tiende van deze grootte. Het kosmologische principe stelt dat het heelal er overal ruwweg hetzelfde uitziet. Dat wil zeggen, dat als je bijvoorbeeld vijf miljard lichtjaar ver reist met oneindige snelheid en je kijkt om je heen, het heelal er ongeveer hetzelfde uitziet als hier.  Als er dergelijke structuren bestaan als dit, klopt dit niet meer.

Botsing met ander heelal?
Een mogelijkheid die niet geopperd is door Balász en zijn team, maar goed aan zou sluiten bij eerdere waarnemingen van enorme ringen, is een botsing met een ander heelal. Het heelal is volgens de heersende theorieën een vierdimensionale sfeer. Als het heelal bij het uitzetten botst met een ander heelal, zou de botsingszone er uitzien als een boloppervlak. Een fascinerende gedachte. Niet alleen dat er andere heelallen bestaan, maar ook dat we naar een ander heelal kunnen reizen.

Bron
L.G. Balász et al., A giant ring-like structure at 0.78 < z < 0.86 displayed by GRBs, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2015

Eta Carinae staat op het punt van exploderen. Gelukkig bevindt deze hypernova-in-spe zich op veilige afstand en is niet op ons gericht.

Kosmische catastrofe in de maak?

We worden omringd door enkele zware sterren die op het punt staan te ontploffen als super- of zelfs hypernova. Welke sterren zijn dit en wat zijn de gevolgen voor het leven op aarde?

Hoe ontstaan nova’s, supernova’s en hypernova’s?
Dit artikel gaat dieper in op de processen achter deze kosmische explosies.

Wat gebeurt er als een nova vlak bij ons ontploft?
Een nova is een vrij kleinschalige ontploffing. Weliswaar zou er van het leven op aarde en onze oceanen en dampkring weinig overblijven als de zon in een nova verandert, maar nova’s komen alleen voor in dubbelsterren die toch al weinig barmhartig zijn voor planeten en de zon heeft geen metgezel. Stel dat een van de meest nabije dubbelsterren, Alfa Centauri A en B of Sirius A en B, die op enkele lichtjaren afstand van de aarde liggen, in een nova zou veranderen, dan zou de helderheid met factor 100.000 toenemen. De ster zou dan even helder schijnen als de volle maan. Spectaculair, maar niet echt bedreigend. Ook vertonen beide sterren niet de neiging een nova te vormen, daarvoor staan de dubbelsterren te ver van elkaar af.

Supernova’s en gammaflitsen
Een supernova is veel gevaarlijker. Volgens astronomen betekent een supernova die binnen enkele honderden lichtjaar van de aarde ontploft en een gammaflits op de aardse atmosfeer neer laat dalen een ongekende natuurramp.

Eta Carinae staat op het punt van exploderen. Gelukkig bevindt deze hypernova-in-spe zich op veilige afstand en is niet op ons gericht.
Eta Carinae staat op het punt van exploderen. Gelukkig bevindt deze hypernova-in-spe zich op veilige afstand en is niet op ons gericht.

De gammaflits vernietigt in een fractie van een seconde de beschermende ozonlaag en laat de zuurstof en stikstof in de atmosfeer met elkaar reageren tot het verstikkende bruine gas stikstofoxide, dat wanneer het met water in aanraking komt salpeterzuur vormt. Enkele onderzoekers (overigens een kleine minderheid) denken dat de grote uitstervingsgolf tussen de geologische tijdperken Ordovicium en Siluur veroorzaakt is door een super- of hypernova in de buurt. De rode reuzenster Betelgeuze (Alfa Orionis) in het sterrenbeeld Orion staat, astronomisch gesproken,  op het punt van ontploffen als supernova. Het goede nieuws:  deze enorme ster die als hij op de plaats van de zon zou staan, de aarde, Mars en zelfs de planetoïdengordel op zou slokken, staat op meer dan zeshonderd lichtjaar van de aarde. Als Betelgeuze ontploft, betekent dat dus spectaculair vuurwerk, een tweede volle maan, maar geen dodelijke gammaflits richting aarde, ook omdat Betelgeuze niet op de aarde is gericht. Wel zijn er mogelijk effecten te verwachten die lijken op een zware zonnestorm als gammastraling de aardse atmosfeer raakt.

Hypernova steriliseert groot deel Melkweg
Een hypernova is een supernova op steroïden.  De gevolgen van een hypernova zijn dus veel ernstiger. Sterren van vele tientallen zonsmassa’s of meer (het maximum is honderdtwintig zonsmassa’s, de Eddingtonlimiet, daarboven blaast de ster zichzelf uit elkaar) bereiken in hun kern zulke hoge temperaturen dat de ster in recordtijd opbrandt.  Het einde van een zeer zware ster is verwoestend: er ontstaat een neutronenster, zwart gat of, na een antimaterie-ontploffing, blijft er zelfs helemaal niets over. Kortom: daar kan je maar beter enkele duizenden lichtjaren bij uit de buurt zitten.

De dichtstbijzijnde ster die in een hypernova kan veranderen is Eta Carinae op ongeveer achtduizend lichtjaar afstand. De reuzenster is nu al behoorlijk instabiel met geregelde explosies, de laatste in 1840. Astronomen verwachten dat deze kosmische bom binnen korte tijd kan ontploffen. Ontploft Eta Carinae, dan ontstaat een vernietigende gammaflits die als hij op aarde was gericht, een hoeveelheid gammastraling, groter dan de dodelijke dosis zou afgeven en vermoedelijk weinig heel zou laten van de beschrmende ozonlaag. Het blijkt echter dat de draaias van deze ster niet op de aarde gericht is, dus we ontspringen, zo lijkt het, ook hier de dans.