Supernova uit het jaar 185 is nu een super-dee ltjesversneller

De energierijke deeltjes waarmee de aarde dag in dag uit wordt bestookt, krijgen hun hoge energie in schokgolven van geëxplodeerde oude sterren. Zo’n schokgolf werkt als een deeltjesversneller die veel krachtiger is dan de nieuwe Large Hadron Collider van CERN in Genève, als die eindelijk is opgestart. Het bestaan van die astronomische deeltjesversneller verklaart waarom het gas in die schokgolf veel kouder is dan op theoretische gronden was te verwachten. Dat hebben onder andere Utrechtse astronomen nu laten zien (Science Express, 25 juni).

Die op aarde inslaande deeltjes, de ‘kosmische straling’, bestaat vooral uit protonen (waterstofkernen) die met bijna de lichtsnelheid op ons afkomen. Naar de oorsprong van deze supersnelle deeltjes wordt al lange tijd gezocht.

Eveline Helder en haar collega’s bestudeerden het gasvormige overblijfsel van een ster die in het jaar 185 in het zuidelijke sterrenbeeld Circinus (Kompas) explodeerde. Chinese astronomen zagen toen een ‘nieuwe’ ster die acht maanden later weer was verdwenen. De door deze supernova uitgestoten gasmassa’s zijn sindsdien als een bolvormige schokgolf voortgesneld door het ijle gas van de interstellaire ruimte, waarin ze uiteindelijk zullen oplossen. De nevel, RCW 86 geheten, is nu aan de hemel ongeveer anderhalf maal zo groot als de volle maan. Hij staat op een afstand van 8000 lichtjaar.

Uit een vergelijking van opnamen die in 2004 en 2007 met de röntgentelescoop Chandra werden gemaakt, hebben de astronomen afgeleid dat de schokgolf zich met een snelheid van circa 6000 kilometer per seconde uitbreidt. Bij deze snelheid zou het omringende gas (of beter gezegd: plasma) volgens de gangbare theorie tot een temperatuur van minstens 500 miljoen graden moeten worden verhit. Uit metingen met de Europese Very Large Telescope in Chili blijkt echter dat dit gas een temperatuur van ‘slechts’ 30 miljoen graden heeft.

Een groot deel van de energie ‘verdwijnt’ in het versnellen van de deeltjes. De deeltjes doorlopen, vanwege heersende magneetvelden, grillige banen en doorkruisen keer op keer de chaotisch turbulente fronten van de schokgolf. Ze worden hierdoor net zo lang worden versneld tot ze voorgoed kunnen ontsnappen en in alle richtingen het heelal in vliegen.

    • George Beekman