De laatste adem van een rode reus

Sterrenkunde

Voor de eerste keer is een supernova opgemerkt, drie uur na de eerste flits, in een sterrenstelsel 160 miljoen lichtjaar ver.

Dit blijft er over van een oude supernova: een eerder uitgestoten gaswolk wordt heet en licht op, hier bij de nevel SNR G11.2-0.3 in het hart van ons sterrenstelsel, op 16.000 lichtjaar van de aarde. De nieuwste vondst maakt aannemelijk dat zo'n gasschil pas een paar maanden voor de explosie ontstaat. Foto NASA / Chandra

In een sterrenstelsel ver hiervandaan ontplofte ongeveer 166 miljoen jaar geleden een ster. Het licht van deze supernova-explosie bereikte de aarde op 6 oktober 2013. Astronomen waren er uitzonderlijk snel bij: ze merkten de kosmische lichtflits al binnen drie uur op – een record. In de maandag verschenen editie van Nature Physics doet een internationaal onderzoeksteam verslag van de daaropvolgende waarnemingen van deze flits die de aanduiding SN 2013fs kreeg.

Zo is in oktober 2013 de supernova SN 2013fs gevonden: de foto van dat moment werd ‘afgetrokken’ van de normale toestand: een fel licht in een van de armen van sterrenstelsel NGC7610 (166 miljoen lichtjaar van de aarde) blijft over. De felle rode lichten zijn nabije sterren in ons eigen sterrenstelsel. Illustratie Nature Physics

Jaarlijks ontdekken astronomen een paar honderd supernova’s, maar omdat je vooraf niet weet waar de volgende plaatsvindt, worden de meeste pas na dagen opgemerkt. Daardoor zijn er weinig waarnemingen van de beginfase van zo’n explosie. Supernova 2013fs is een van de schaarse uitzonderingen – met dank aan de ‘Intermediate Palomar Transient Factory’, een geautomatiseerd observatieprogramma dat in 2009 van start ging.

De waarnemingen laten zien dat de ontplofte ster een ‘rode superreus’ was – een zware ster die aan het eind van zijn bestaan honderden keren zo groot was als onze zon. Ook is aangetoond dat de ster was omgeven door gas dat hij al vóór de explosie had uitgestoten.

Schokgolf barst naar buiten

De eigenlijke supernova-explosie treedt pas op wanneer de kern van een rode superreus implodeert. Dat resulteert in een schokgolf die zich vervolgens een weg naar buiten baant. Zodra deze schokgolf door het steroppervlak heen breekt, begint de zichtbare fase van de supernova: een intense flits van ultraviolette straling.

In reactie op de ‘uv-flits’ gaat het eerder uitgestoten gas in de naaste omgeving van de ster op karakteristieke wijze gloeien. Bij supernova 2013fs is deze gloed nu voor het eerst nauwkeurig onderzocht. Daarbij is onder meer vastgesteld dat de gasschil een middellijn van minder dan 40 miljard kilometer moet hebben gehad - toch ruim 250 keer de afstand aarde-zon.

Datering van de gasschil

De grote vraag is nu wannéér dat gas is uitgestoten. Maanden eerder? Of was die gasschil al honderden jaren oud? In hun onderzoeksverslag kiezen de astronomen voor het eerste. Maar in een begeleidend commentaar wijst de Duitse astrofysicus Norbert Langer er op dat onbekend is met welke snelheid het betreffende gas is uitgestoten. Als die snelheid gering was, kan de gasschil zomaar wél eeuwen geleden zijn gevormd.

Het wachten is dus op nóg vroegere waarnemingen van zo’n supernova. Hoe korter na de uv-flits de karakteristieke straling waarneembaar is, des te kleiner en jonger zal de gasschil rond de ster zijn. Alleen dat kan duidelijkheid geven over de wijze waarop een rode superreus zijn laatste adem uitblaast.

Een andere oude supernova, waarvan de eerder uitgestote gaswolk oplicht, hier in ons sterrenstelsel bij de Krabnevel (10 lichtjaar doorsnee, met een neutronenster in het centrum), het restant van een supernova die in 1054 door Chinese astronomen werd opgemerkt. Foto NASA/ESA/J. Hester, A. Loll (ASU)