Een kosmisch spookdeeltje dat een paar jaar geleden door het Zuidpoolijs denderde, lijkt uit een sterrenstelsel op 11 miljard lichtjaar afstand te zijn gekomen. Het enorm energierijke neutrino uit het heelal werd in 2021 gedetecteerd.
is wetenschapsjournalist. Hij schrijft voor de Volkskrant over sterrenkunde.
De ontdekking, deze week gepubliceerd in Nature Astronomy, doet vermoeden dat zulke extreem energierijke neutrino’s niet alleen in de omgeving van zwarte gaten geproduceerd worden. Op 22 september 2021 registreerde de ondergrondse IceCube-detector op Antarctica een lichtflitsje, veroorzaakt door de zeldzame wisselwerking van een neutrino uit het heelal met een atoomkern in het ijs. Uit de metingen bleek dat het neutrino ruim honderd keer zoveel energie had als een aardse deeltjesversneller kan genereren.
Er zijn vaker van dit soort hoogenergetische neutrino’s gedetecteerd, en sommige lijken afkomstig uit de directe omgeving van zware zwarte gaten in andere sterrenstelsels. Daar heersen extreme omstandigheden, waarbij elementaire deeltjes enorm sterk versneld kunnen worden.
Ook bij neutrino IC210922A is gezocht naar de mogelijke bron. IceCube kan de herkomstrichting van een neutrino niet heel nauwkeurig bepalen, dus sterrenkundigen moeten in een vrij groot gebied aan de hemel (ongeveer tien keer zo groot als de volle maan) op zoek naar een verdacht object.
Met telescopen op de grond en röntgentelescopen in de ruimte is echter niets gevonden, terwijl een sterrenstelsel met een zwaar zwart gat in de kern toch meestal wel opvalt.
Een internationaal team onder leiding van de Taiwanese astronomen Yuji Urata en Kuiyun Huang kwam echter wel een opmerkelijke bron van zogeheten millimeterstraling op het spoor – energierijke radiogolven.
Vervolgmetingen met het Alma-observatorium, een netwerk van 66 radioschotels in Noord-Chili, lieten zien dat het om een sterrenstelsel gaat op een onvoorstelbare afstand: het licht van het stelsel doet er elf miljard jaar over om op aarde aan te komen.
Tijdens die lange reis is de waargenomen millimeterstraling afgebogen en versterkt door de zwaartekracht van een sterrenstelsel op de voorgrond. Zo konden de astronomen de structuur van het verre object in detail bestuderen.
Het blijkt te gaan om een sterrenstelsel dat grote hoeveelheden absorberend stof bevat (daardoor is het met een gewone telescoop vrijwel niet zichtbaar), en waarin in hoog tempo nieuwe sterren worden geboren, vooral in de kleine, compacte kern.
Ook in zo’n actief stervormingsgebied kunnen elektrisch geladen deeltjes sterk worden opgezwiept, bijvoorbeeld door magnetische velden. Bij botsingen van die ‘kosmische-stralingsdeeltjes’ met gasatomen ontstaan energierijke neutrino’s, die vervolgens met (bijna) de lichtsnelheid de ruimte in vliegen.
Urata, Huang en hun collega’s opperen nu dat het energierijke neutrino IC210922A afkomstig is uit dit verre, stoffige sterrenstelsel, dat ze de bijnaam Shadow Blaster hebben gegeven. Dat zou betekenen dat op z’n minst een deel van de hoogenergetische IceCube-neutrino’s niet aan zwarte gaten is toe te schrijven.
Volgens Jacco Vink van de Universiteit van Amsterdam is het theoretisch gezien inderdaad ‘heel plausibel’ dat een stoffig sterrenstelsel waarin veel nieuwe sterren ontstaan ook een bron van energierijke neutrino’s is. Maar zowel Vink als zijn collega Ralph Wijers benadrukt dat het laatste woord over de herkomst van de krachtpatserdeeltjes nog niet is gezegd.
Sterrenstelsels zoals Shadow Blaster zijn zeldzaam, maar, zegt Wijers: ‘Het is niet uitgesloten dat dit interessante object zich toevallig in de juiste richting bevindt, en niets met het neutrino te maken heeft. Het zou mooi zijn als er op z’n minst nog een paar voorbeelden worden gevonden.’
Luister hieronder naar onze wetenschapspodcast Ondertussen in de kosmos. Kijk voor al onze podcasts op volkskrant.nl/podcasts.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant