Onverklaard signaal uit de diepe ruimte op 8 miljard lichtjaar afstand

Een buitengewone uitbarsting die niet op wilde houden

Op 2 juli 2025 signaleerde NASA's Fermi Gamma‑ray Space Telescope wat in eerste instantie leek op de zoveelste routineuze flits uit de diepe ruimte. In plaats van de korte flits van enkele seconden die kenmerkend is voor gammaflitsen, registreerde de detector een bron die ongeveer zeven uur lang aan- en uitpulsde — een verzengend, intermitterend baken dat nu gecatalogiseerd is als GRB 250702B. Het signaal, dat later werd gelokaliseerd in een stoffig sterrenstelsel op ongeveer 8 miljard lichtjaar afstand, bevatte een mix van intense gammastralen en andere hoogenergetische emissies, waardoor onderzoekers gedwongen werden naar verklaringen te zoeken die buiten het gebruikelijke draaiboek vallen.

Een gebeurtenis buiten de modellen

Gammaflitsen (GRB's) vallen uiteen in twee brede klassen: korte flitsen die minder dan twee seconden duren, en lange flitsen die doorgaans enkele seconden tot enkele minuten aanhouden. GRB 250702B doorbrak die grenzen op spectaculaire wijze. Het aan-en-uitpatroon en de urenlange duur lijken op niets wat de wetenschappelijke gemeenschap tot nu toe als een schoolvoorbeeld heeft beschouwd. "Dit was de langste gammaflits die mensen ooit hebben waargenomen — lang genoeg dat het in geen van onze bestaande modellen past voor wat gammaflitsen veroorzaakt," zei Jonathan Carney, hoofdauteur van de studie die de gebeurtenis beschrijft, in het materiaal bij het artikel dat op 26 november 2025 werd gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

De ontdekking van Fermi was het startsein voor een intensieve campagne van vervolgwaarnemingen. Grond- en ruimtefaciliteiten, waaronder de Gemini-telescopen in Chili en Hawaï, de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, het W. M. Keck Observatory en de Hubble Space Telescope, werden op het gebied gericht. Omdat de omgeving van het moederstelsel rijk is aan stof, werd optisch licht grotendeels gedoofd; astronomen vertrouwden op infrarood- en hoogenergetische röntgenmetingen om de gebeurtenis te lokaliseren en de omgeving ervan te bestuderen.

Die waarnemingen wezen eenduidig op een moederstelsel met sterke stofverzwakking op een kosmologische afstand van ongeveer 8 miljard lichtjaar. Modellering van de flits en de nagloeiing wijst erop dat materie met relativistische snelheden werd uitgestoten — minstens 99 procent van de lichtsnelheid — gebundeld in nauwe jets die toevallig bijna recht op de aarde waren gericht. De combinatie van energetische jets en dicht circumstellair materiaal is een deel van de reden waarom de interpretatie zo lastig is: het signaal moest door een dikke sluier van gas en stof breken om zichtbaar te zijn voor onze instrumenten.

Drie leidende maar niet sluitende scenario's

Het onderzoeksteam presenteerde drie brede scenario's die in principe een dergelijke langdurige hoogenergetische uitbarsting zouden kunnen veroorzaken, maar benadrukte dat geen daarvan de gegevens al volledig kan verklaren.

• Langdurige collapsar (dood van een massieve ster): In het standaardmodel voor lange gammaflitsen stort een zeer massieve, snel roterende ster in om een zwart gat of magnetar te vormen die jets door de ster drijft. Als de centrale motor veel langer actief blijft dan verwacht — misschien omdat de accretie van stellair materiaal op een ongebruikelijke, langdurige manier verloopt — zou dat de gammastraling urenlang in stand kunnen houden. Maar huidige berekeningen van collapsars hebben moeite om het vereiste motorvermogen over zulke lange tijdschalen te handhaven.
• Zwart gat dat zich voedt met een ster (gebeurtenis vergelijkbaar met een tidal disruption event): Een supermassief zwart gat dat een ster uiteenrijt (een tidal disruption event) kan lange hoogenergetische uitbarstingen veroorzaken, maar die systemen bevinden zich normaal gesproken in de centra van sterrenstelsels en vertonen andere spectrale en temporele kenmerken dan klassieke gammaflitsen. Een kleiner zwart gat dat een compacte ster opslokt, of een atypische getijdenverstoring op een locatie buiten de kern, zou langdurige activiteit kunnen produceren, maar de beschikbare data bevestigen die geometrie nog niet.
• Samensmelting van heliumster en zwart gat: In dit scenario spiraalt een compact zwart gat de kern van een massieve heliumster binnen, waarbij explosieve accretie ontstaat zodra het de centrale gebieden bereikt. Die interactie kan, in sommige numerieke experimenten, leiden tot langdurige perioden van jet-activiteit terwijl het zwarte gat zich een weg naar binnen baant en uiteindelijk de kern opslokt. Dit scenario is aantrekkelijk omdat het de lange duur op natuurlijke wijze verbindt met een geconcentreerd, stoffig stellair omhulsel — maar het blijft speculatief totdat simulaties overeenkomen met de gedetailleerde lichtcurve en waargenomen spectra.

Waarom het signaal belangrijk is, verder dan de krantenkop

GRB 250702B is van belang omdat het de grenzen test van hoe compacte objecten — neutronensterren en zwarte gaten — reageren op hun omgeving. Elk van de mogelijke verklaringen verkent een ander natuurkundig regime: het gedrag op de lange termijn van accreterende zwarte gaten in instortende sterren, de dynamica van stellaire verstoring en 'fallback', en de hydrodynamica van de samensmelting van compacte objecten binnen stellaire omhulsels. Eén enkele, goed geobserveerde uitschieter kan theoretici dwingen om modellen te verfijnen of natuurkundige ingrediënten toe te voegen die voorheen werden genegeerd.

In de praktijk laat de gebeurtenis ook zien hoe essentieel gecoördineerde, snelle vervolgactie is. De detectie van gammastraling door Fermi zette de klok in gang, maar alleen een wereldwijd arsenaal aan optische/infraroodtelescopen en ruimteobservatoria kon het moederstelsel karakteriseren en de extinctie verklaren die de flits in zichtbaar licht verborg. Radio- en neutrinofaciliteiten speelden geen prominente rol in de eerste rapportages; de auteurs en andere groepen zullen waarschijnlijk archiefgegevens van radiotelescopen doorspitten en nieuwe waarnemingen inplannen, omdat radiotegenhangers uitdijende schokfronten kunnen traceren en het energiebudget in een later stadium kunnen begrenzen.

Volgende stappen en openstaande vragen

Onderzoekers zullen blijven zoeken naar vergelijkbare langdurige flitsen in archiefgegevens en nieuwe data, en specifieke simulaties uitvoeren die gericht zijn op het nabootsen van het patroon van pulsen en het spectrum over verschillende golflengten. Als GRB 250702B een extreme uitloper is van bekend gedrag van voorlopers — een collapsar met ongewoon lange motoractiviteit — dan vertelt de gebeurtenis ons iets over de variabiliteit van de dood van massieve sterren. Als het in plaats daarvan een heel ander soort voorloper vertegenwoordigt, zoals een zeldzame samensmelting of getijdengebeurtenis, opent dit een nieuw kanaal voor astronomie van hoogenergetische transiënten.

Bronnen

• The Astrophysical Journal Letters (artikel over GRB 250702B)
• NASA — Fermi Gamma‑ray Space Telescope
• Gemini Observatory (Chili en Hawaï)
• European Southern Observatory — Very Large Telescope
• W. M. Keck Observatory
• Hubble Space Telescope
• NOIRLab / NSF / AURA