Astronomen zien nieuw soort kosmische mega-explosie
Astronomen hebben een nieuw soort supernova gezien, de kosmische explosies waarmee sterren sterven. Hetzelfde type was vermoedelijk verantwoordelijk voor de geboorte van de iconische krabnevel, een gebeurtenis zo heftig dat zijn felle gloed in het jaar 1054 gedurende een maand overdag aan de hemel zichtbaar was.
31 miljoen jaar geleden ontplofte hij, ver voor de opkomst van de mens, terwijl hier op aarde de vroege voorlopers van kamelen en paarden rondbanjerden. Al die tijd raasde het licht van de explosie in sterrenstelsel NGC 2146 naar hier, waarna astronomen de stralen in 2018 op hun telescopen zagen landen.
Na analyse bleek al snel dat het hier niet ging om een alledaagse kosmische knal, zo schrijven astronomen maandag in het vakblad Nature Astronomy. “We vroegen ons af: wat is dit voor raar ding?”, zei coauteur Daichi Hiramatsu in een persverklaring. “Toen we de eigenschappen hadden bestudeerd, bleek dat alles verklaard kon worden met het elektronvangscenario.”
‘Het elektronvangscenario’ — wie niet beter weet, leest er overheen als een staaltje ondoordringbaar vakjargon. Achter die term schuilt echter een langgezocht supernovatype waarbij atomen in de sterkern elektronen vangen, waarna de ster instabiel wordt en ontploft. Al veertig jaar staat het zo in de natuurkundeboeken, maar niet eerder had iemand zo’n explosie aan de hemel gezien.
Krabnevel
Of althans: sommige astronomen vermoedden dat onze voorouders er al wel eentje hadden gezien toen met een kosmische knal de krabnevel werd geboren, de betoverende nevel die je met een kleine telescoop zelf aan de nachtelijke hemel kunt zien.
De nagloed van die knal is volgens historische documenten uit China in 1054 gedurende 23 dagen overdag zichtbaar geweest. ’s Nachts duurde het zelfs een grove twee jaar voordat het verschijnsel aan de hemel was verdwenen. Al in 1982 opperden astronomen dat die explosie verliep volgens het elektronvangscenario. Nu er daadwerkelijk zo’n explosie is waargenomen, sterkt hen dat in die gedachte.
“Ik ben erg blij dat iemand eindelijk een elektronvangsupernova heeft gezien. Mijn collega's en ik stelden al veertig jaar geleden het verband met de krabnevel voor”, laat Ken’ichi Nomoto (Universiteit van Tokio), coauteur van het huidige artikel, weten in een verklaring.
Zes eigenschappen
Van de zes verwachte eigenschappen die elektronvangsupernova's volgens de theorie moeten hebben, heeft SN 2018zd ze allemaal, zo schrijven de auteurs. “Erg belangrijk”, noemt astronoom Lex Kaper (Universiteit van Amsterdam) dat resultaat. Zeker wanneer je bedenkt dat er talloze sterren bestaan die via dit mechanisme moeten ontploffen. “Elke ster tussen de acht en tienmaal zo zwaar als de zon ondergaat dit proces. Dat zijn er bij elkaar opgeteld echt een heleboel.”
Kaper roemt de waarneemcampagnes waarbij astronomen reeksen foto's maken van kosmische locaties met supernovapotentie. “Dan kun je wanneer ergens een explosie heeft plaatsgevonden ook een foto van vóór de knal bekijken”, zegt hij. Op die manier spoorden de onderzoekers ook bij supernova SN 2018zd de bronster op. “Dat geeft je meer inzicht in hoe dit soort processen natuurkundig verlopen.”
Dit zijn de drie types supernova's.
Astronomen kenden tot nog toe – subtypes buiten beschouwing gelaten – twee manieren waarop sterren sterven met een krachtige kosmische klap.
Bij type-1a slurpt een kleine ster met zijn zwaartekracht materie af van een buurster, alsof hij langzaam een dropveter afrolt. Dat gaat door totdat de kleine ster zoveel heeft gegeten dat hij onstabiel wordt en ontploft.
Een supernova-explosie van type-2 begint wanneer de kernfusie in een zware ster stilvalt. De druk van de straling naar buiten toe kan dan niet langer de aantrekking van de buitenste sterlagen door de zwaartekracht in balans houden. Alsof iemand de poten onder een kosmische stoel wegschopt, stort de boel dan in met een fikse explosie tot gevolg.
In het tot voor kort theoretische elektronvangscenario wordt de stabiliteit van de ster op een andere manier overhoop gehaald. De atomen in de kern van de ster (bestaand uit zuurstof, neon en magnesium) beginnen onder druk van de buitenste lagen plots elektronen te vangen. Dat verpest de precaire balans in de kern, waarna deze instort en de ster uit elkaar knalt.
Lees ook
Geselecteerd door de redactie
