In beeld: zo zien de resten eruit van een ster die door twee explosies is verwoest.
De meeste supernovae zijn het gevolg van de explosieve dood van zware sterren , maar een aanzienlijke variatie komt voort uit een minder opvallende bron. Witte dwergen, de kleine, slapende kernen die achterblijven nadat sterren zoals onze zon hun kernbrandstof hebben opgebrand , kunnen produceren wat de astronomische gemeenschap een Type Ia supernova noemt.
"Witte dwergexplosies spelen een cruciale rol in de astronomie", aldus Priyam Das, een promovendus aan de University of New South Wales in Canberra, Australië, die leiding gaf aan het onderzoek naar signaalsterkte (SNR) 0509-67.5, gepubliceerd in Nature Astronomy .
Veel van onze kennis over hoe het heelal uitdijt, is gebaseerd op supernovae van type Ia , en deze vormen tevens de belangrijkste bron van ijzer op onze planeet, inclusief het ijzer in ons bloed. "Maar," voegt de onderzoeker eraan toe, "ondanks hun belang en na zoveel tijd blijft het raadsel rond het exacte mechanisme dat hun explosie veroorzaakt onopgelost."
Alle modellen die Type Ia supernovae verklaren, beginnen met een witte dwerg die deel uitmaakt van een sterrenpaar. Als hij dicht genoeg bij de andere ster draait, kan de dwerg materie van zijn begeleider stelen. In de meest gevestigde theorie van Type Ia supernovae, verzamelt de witte dwerg materie van zijn begeleider tot hij een kritische massa bereikt , waarna hij een enkele explosie ondergaat. Recente studies hebben echter gesuggereerd dat ten minste sommige Type Ia supernovae mogelijk beter verklaard kunnen worden door een dubbele explosie die plaatsvindt voordat de ster deze kritische massa bereikt.
Nu heeft dit team een nieuwe afbeelding vastgelegd die hun vermoeden bevestigt: ten minste sommige Type Ia supernovae exploderen via een "dubbele detonatie" . In dit alternatieve model is de witte dwerg omgeven door een schil van gestolen helium, die instabiel kan worden en kan ontbranden.
Calciumverdeling rond het supernovarestant SNR 0509-67.5 Foto: ESO/P. Das et al.
Deze eerste explosie genereert een schokgolf die zich rond de witte dwerg verplaatst en in het binnenste ervan doordringt. Hierdoor ontstaat een tweede explosie in de kern van de ster, wat uiteindelijk leidt tot de supernova.
Tot nu toe was er geen duidelijk visueel bewijs van een witte dwerg die een dubbele detonatie ondergaat. Onlangs heeft de astronomische gemeenschap voorspeld dat dit proces een kenmerkend patroon of vingerafdruk zou creëren in de nog gloeiende resten van de supernova, die lang na de eerste explosie zichtbaar zouden zijn . Onderzoek suggereert dat de resten van zo'n supernova twee afzonderlijke calciumlagen zouden bevatten.
Het team heeft deze vingerafdruk gevonden in de resten van een supernova. Ivo Seitenzahl, die de observaties leidde en ten tijde van de studie werkzaam was bij het Heidelberg Institute for Theoretical Studies in Duitsland, zegt dat deze resultaten "een duidelijke aanwijzing zijn dat witte dwergen lang voordat ze de beroemde Chandrasekhar-massalimiet bereiken, kunnen exploderen, en dat het mechanisme van 'dubbele detonatie' in de natuur voorkomt."
Een artistieke impressie van een supernova met dubbele detonatie. Foto: ESO/M. Kornmesser
Het team kon deze calciumlagen (in blauw weergegeven op de afbeelding) in het supernovarestant SNR 0509-67.5 detecteren door ze te observeren met het Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-instrument op ESO's VLT . Dit levert sterk bewijs dat een type Ia-supernova kan ontstaan voordat de witte dwerg zijn kritische massa bereikt.
Supernovae van type Ia zijn essentieel voor ons begrip van het heelal. Ze gedragen zich zeer consistent en hun voorspelbare helderheid (ongeacht hoe ver weg ze zijn) helpt de astronomische gemeenschap bij het meten van afstanden in de ruimte. Door ze als kosmische meetlint te gebruiken, werd de versnellende uitdijing van het heelal ontdekt, een ontdekking die in 2011 de Nobelprijs voor Natuurkunde opleverde. Door te bestuderen hoe ze ontploffen, begrijpen we waarom ze zo'n voorspelbare helderheid hebben.
Das heeft nog een andere motivatie om deze explosies te bestuderen. "Dit tastbare bewijs van een dubbele detonatie helpt niet alleen een al lang bestaand mysterie op te lossen, maar biedt ook een visueel spektakel", zegt hij, terwijl hij de "prachtig gelaagde structuur" beschrijft die een supernova creëert. Voor hem "is het onthullen van de innerlijke werking van zo'n spectaculaire kosmische explosie ongelooflijk bevredigend."
Met informatie van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht
eltiempo
