Astronomen ontdekken met de ‘Micronova’ een gloednieuw type van sterrenexplosie: “Het laat maar weer eens zien hoe dynamisch het heelal is.”

Volgens astronomen hebben de explosies tientallen tot honderden miljarden kilo’s stellaire materie in enkele uren doorgebrand. De onderzoekers vergelijken dit met ongeveer een duizendste van de massa van de maan of de grootte van enkele miljarden Grote Piramides van Gizeh. “We hebben voor het eerst een zogeheten micronova ontdekt en geïdentificeerd”, zegt astrofysicus Simone Scaringi van de Durham University in het Verenigd Koninkrijk. “Het fenomeen stelt ons begrip van hoe thermonucleaire explosies in sterren ontstaan op de proef. We dachten dat we dit wisten, maar deze ontdekking stelt een totaal nieuwe manier voor om ze te bereiken.”

Een witte dwerg is een zogenaamde ‘dode’ ster, de overgebleven ingestorte kern nadat een hoofdreeksster geen brandstof meer heeft en zijn buitenste materiaal heeft uitgestoten. Andere sterren van dit type, in verschillende massaklassen, zijn neutronensterren en zwarte gaten. Witte dwergen, met een massa tot 1,4 maal de massa van de zon, kunnen in hechte binaire systemen fungeren als thermonucleaire explosiemachines. 

In sommige zeldzame gevallen - er zijn er ongeveer 10 geïdentificeerd in de Melkweg - zijn de binaire systemen zo dicht bij elkaar dat de witte dwerg materiaal van de begeleider verwijdert, wat resulteert in wat een terugkerende nova wordt genoemd. Terwijl de sterren om elkaar heen draaien, wordt materiaal - voornamelijk waterstof - van de begeleider weggezogen door de kleinere, dichtere en massievere witte dwerg. Deze waterstof hoopt zich op aan het oppervlak van de witte dwerg, waar het opwarmt.

Af en toe wordt de massa zo groot dat de druk en de temperatuur op de bodem van de laag hoog genoeg zijn om een thermonucleaire explosie te veroorzaken, waarbij het overtollige materiaal met geweld de ruimte in wordt geblazen. Dat is de nova. 

(Lees onder de foto verder)

Een micronova, zo ontdekten Scaringi en zijn team, is als een kleinere versie van deze explosie. De onderzoekers identificeerden een witte dwerg die een micronova uitstraalt voor het eerst in gegevens van de TESS exoplanet-telescoop. TESS is geoptimaliseerd voor het vinden van zeer kleine helderheidsvariaties in sterren met exoplaneten in een baan. De exoplaneet die voor de ster langs gaat veroorzaakt een zeer kleine verduistering.

Het team ontdekte de micronova’s in de TESS-gegevens toen ze een korte lichtflits van een witte dwergster vonden, in plaats van een verduistering. Dit leidde tot een zoektocht naar soortgelijke gebeurtenissen in andere witte dwergen. In totaal vonden ze drie uitbarstingen, waarvan de derde, na vervolgwaarnemingen, leidde tot de ontdekking van een voorheen onbekende witte dwergster.

De flitsen uit de TESS-gegevens waren te klein om een nova te zijn, die veel krachtiger zijn en veel langer duren. Dus ging het team op zoek naar een scenario dat de waarnemingen kon verklaren en kwam op die manier tot de micronova’s. “Voor het eerst hebben we nu gezien dat waterstoffusie ook op een gelokaliseerde manier kan plaatsvinden”, zegt astronoom Paul Groot van de Radboud Universiteit in Nederland. “De waterstofbrandstof kan aan de basis van de magnetische polen van sommige witte dwergen zitten, zodat de fusie alleen bij deze magnetische polen plaatsvindt. Dit leidt tot het afgaan van micro-fusiebommen, die ongeveer een miljoenste van de kracht van een nova-explosie hebben, vandaar de naam micronova.”

De ontdekking kan een mysterie oplossen dat al tientallen jaren duurt. Een van de witte dwergen, in het dubbelstersysteem TV Columbae, is de afgelopen 40 jaar met soortgelijke flitsen waargenomen. Soortgelijke uitbarstingen zijn in de loop der jaren ook gemeld bij andere witte dwergen met een hoog magnetisme. Deze verklaring zou ons eindelijk kunnen vertellen waarom.

De ontdekking suggereert dat de uitbarstingen heel gewoon kunnen zijn, maar astronomen zullen meer waarnemingen moeten doen om ze beter te begrijpen. “Het laat maar weer eens zien hoe dynamisch het heelal is”, zegt Scaringi. “Deze gebeurtenissen kunnen heel gewoon zijn, maar omdat ze zo snel zijn, zijn ze moeilijk in actie te zien.”

Vier planeten op een rij te bewonderen (voor wie vroeg opstaat)

Eerst hoge en nu veel te lage temperaturen tijdens de zomerperiode op Neptunus, wat is er aan de hand?