Zwaartekrachtgolven ontstaan in het heelal onder meer door botsende zwarte gaten, restanten van geëxplodeerde sterren die geen licht uitzenden. De ruimte zelf rimpelt dan net als wateroppervlak waarin een steen is gegooid. Einstein stelde 100 jaar geleden voor het eerst voordat ze bestaan, maar hij had de hoogwaardige techniek niet om ze aan te tonen.

Ultracompact

De detectoren LIGO (VS) en Virgo (Italië) hebben voor het eerst zwaartekrachtgolven gedetecteerd van samensmeltende neutronensterren. Neutronensterren zijn de kleine, ultracompacte restanten van zware sterren die zijn ontploft in een supernova-explosie.

Tegelijk detecteerden ongeveer zeventig telescopen op aarde en in de ruimte de lichtflits waarmee de botsing gepaard ging. Onder meer telescopen van het Europese Zuidelijke Observatorium (ESO), het Amerikaanse Gemini-observatorium, de Europese Very Large Telescope (VLT) en de Hubble ruimtetelescoop waren daarbij betrokken.

Teamwork

„Dit resultaat is een prachtig voorbeeld van teamwork, het belang van coördineren en de waarde van wetenschappelijk samenwerken”, zegt Virgo-woordvoerder Jo van den Brand (Vrije Universiteit Amsterdam).

Wanneer zwarte gaten versmelten ontstaan ook zwaartekrachtgolven, maar geen lichtflits. De waarnemingen geven aan dat het dus moet gaan om een botsing van twee neutronensterren.

De ontdekking, die maandag werd gepubliceerd in het vaktijdschrift Physical Review Letters, in Nature en andere vaktijdschriften, is momenteel het sterkste bewijs dat korte, energierijke gammaflitsen ook worden veroorzaakt door de samensmelting van neutronensterren.

Dodelijke dans

Terwijl de twee neutronensterren in een dodelijke dans om elkaar waren verwikkeld, zonden ze zwaartekrachtgolven uit die gedurende ongeveer 100 seconden detecteerbaar waren; toen ze samensmolten produceerden ze een flits in de vorm van gammastraling die ongeveer twee seconden na de zwaartekrachtgolven werd gezien. In de dagen en weken na de samensmelting werden ook röntgenstraling, ultraviolet licht, zichtbaar licht, infrarood licht en radiogolven gemeten van deze gebeurtenis.

„Sterrenkundigen hadden altijd al gedacht dat korte gammaflitsen worden geproduceerd bij het samensmelten van twee neutronensterren. Dit keer zagen we zulke gammaflitsen gelijktijdig met zwaartekrachtgolven die aangeven dat we met neutronensterren te maken hebben. Eindelijk is dit mysterie opgelost”, zegt Erik Kuulkers, wetenschapper bij de Europese ruimtevaartorganisatie ESA en ESTEC in Noordwijk.

Spannend

Stan Bentvelsen, directeur van Nationaal instituut voor subatomaire fysica (Nikhef), noemde de ontdekking „enorm spannend.” „De detectie van het samensmelten van neutronensterren, eerst door zwaartekrachtgolven en ogenblikkelijk gevolgd door waarnemingen met optische telescopen, is wat mij betreft het event van de eeuw, dat een nieuwe kennismaking met ons universum markeert.”