In 1967 werd de eerste gammaflitser ontdekt en tot de dag van vandaag is het niet zeker wat de oorzaak daarvan is. Weet daarbij dat als je het woord gammastraling hoort, dan weet je dat de bron van die straling heel heet is. Dat is niet zo verrassend want je praat hier over de grootste explosies die er in het heelal plaats vinden. Een supernovaexplosie is er een lachertje bij. De gammaflitserexplosies duren over het algemeen een paar seconden tot enkele minuten, en je weet niet wanneer er waar dat gaat gebeuren. Kortom het onderzoeken van gammaflitsen is niet eenvoudig. En ook het waarnemen van gammastraling is niet eenvoudig, want gammastraling laat zich niet makkelijke tegenhouden en dus ook niet makkelijk meten. Er zijn dus uitdagingen genoeg.

De oorsprong van gammaflitsen

De kortdurende gammaflitsen worden theoretisch uitgelegd als het samensmelten van twee neutronensterren of van een neutronenster en een zwart gat tot een zwart gat. Alleen dat kan uitleggen waardoor er in enkele seconden tijd zoveel energie vrij komt. Het zou een wetenschappelijk hoogstandje zijn als we in de toekomst ook de zwaartekrachtsgolven van zo’n samensmelting meten.

De lange gammaflitsen worden uitgelegd als de ineenstorting van een zware ster tot een zwart gat. Dat ontstane zwarte gat spuit daarna een jet omhoog en omlaag. Als zo’n jet toevallig precies in de richting van de Aarde is gericht, dan kunnen ruimtetelescopen deze straling opvangen. het gas wordt verschrikkelijk heet als het tegen de interstellaire materie botst. Dat is de bron van de gammastraling (zie de animatiefilm).

Samenwerken om het nagloeien te zien

Ook al duurt de gammastraling maar kort, toch kun je het nagloeien van de explosie tot een paar uur daarna nog meten, maar dat moet je dan wel met diverse andere telescopen waarnemen, want dit nagloeien is in radiostraling en microgolfstraling en infrarode straling en optische / visuele straling en UV-straling. En die telescopen moet wel acuut een seintje krijgen van de gammastralingssatelliet, en ze moet beschikbaar zijn voor deze tussendoor waarneming en ook direct naar de locatie van die gammaflits kunnen bewegen. Juist dat laatste leent zich ervoor dat dit grondtelescopen zijn, want satellieten moeten altijd kostbare brandstof verbruiken om snel van locatie te wisselen.

De eerste emissielijn ontdekt in een gammaflits

Het nagloei effect kan nu sinds een jaar of 20 jaargenomen worden. Dat alles is niet meer dan het meten van de helderheid van een bepaalde golflengte (röntgen, gamma, UV, visueel, IR, radio). Nieuw is dat in GRB 221009A er voor het eerst in het spectrum van één van deze bandbreedtes een duidelijke indicatie van een emissielijn is gevonden. Een emissielijn kan ontstaan als licht door materie heen gaat. Deze gammaflitser duurde wel 7 minuten op 9 oktober 2022 en werd onder andere waargenomen door de Fermi-ruimtetelescoop. De flits was de helderste ooit. Een paar minuten na de uitbarsting was er een energiepiek van 12 megaelektronvolt te meten.

Er zijn drie wetenschappelijke oorzaken te vinden voor deze hoogenergetische emissielijn. Het meest aannemelijk is dat paren van elektronen en positronen elkaar vernietigen in de jet volgens E=mc² (en m is de massa van 2 elektronen). Dat produceert de gemeten 0.511 MeV emissielijn. Als de energie van die vernietigde deeltjes vervolgens naar ons toe beweegt met 99,9 procent van de lichtsnelheid, dan zien wij het als een piek van 12 megaelektronvolt.

Kan een gammaflitser het leven uitroeien?

Alle ontdekte gammaflitsers vinden steeds plaatst in andere sterrenstelsels dan die van ons. Als mens staan we geheel machteloos als er een gammaflitser in onze Melkweg plaats zou vinden. Door statistieken te bedrijven op alle waarnemingen tot zover weten we dat de minuten durende gammaflitsers in onze Melkweg ergens om de 10.000 tot 1.000.000 jaar plaats zouden moeten vinden. Alles tot 200 lichtjaar in de omgeving van een gammaflitser verdampt ter plekke. Als het 20x zo ver weg is, dan wordt de röntgen en gammastraling opgenomen door de dampkring en komt er gedurende 1 seconde hevige UV-straling op de grond. Het ergste is eigenlijk dat de gammastraling ervoor zorgt dat de samenstelling van de dampkring jarenlang verandert. Naar schatting wordt 20+% van de ozon afgebroken. De UV-straling van de Zon zal hierdoor flink toenemen. Dat is niet goed voor het DNA van het leven. De fotosynthese neemt volgens modellen 1% af doordat er smog in de dampkring komt door de reacties van gammastraling met stikstof in stikstofoxide. Ook ontstaat er zure regen. Echter ons geluk is dat de gammaflitsers in bundels het heelal in worden weggeschoten. De kans dat die bundel op de Aarde is gericht, is zeer klein.

Voor de kortdurende gammaflitsers weten we nog minder wat de kans is dat dit impact kan hebben op het leven hier op de Aarde, daar onbekend is hoe smal de bundel is voor die kortdurende gammaflitsers. Al met al zijn gammaflitsers destructief voor het leven op de Aarde.