Astronomen hebben detailrijke opnamen gemaakt van twee stellaire explosies die kort na elkaar hebben plaatsgevonden. De waarnemingen leveren het directe bewijs dat deze explosies complexer zijn dan tot nu toe werd gedacht, met meerdere uitstromen van materiaal en een uitstootproces dat met horten en stoten verloopt (Nature Astronomy, 5 december).
Tot voor kort konden astronomen de vroege stadia van dit soort explosies alleen indirect bestuderen, omdat het zich verspreidende materiaal zich slechts als een nietig lichtpuntje in hun telescopen vertoonde.
Bij het nieuwe onderzoek is echter gebruik gemaakt van interferometrie: een geavanceerde techniek die wetenschappers in staat stelt om het licht van meerdere telescopen te combineren. Op die manier kan de scherpe resolutie worden bereikt die nodig is om snel evoluerende explosies rechtstreeks vast te leggen – een techniek die ook is gebruikt om het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel in beeld te brengen.
Een nova ontstaat wanneer een zogeheten witte dwerg – het compacte, uitgedoofde restant van een ster – een onbeheersbare kernreactie ondergaat nadat hij materiaal van een begeleidende ster heeft afgepikt.
Bij de waarnemingen is gebruikgemaakt van de CHARA-interferometer in Californië (VS). Daarmee hebben de astronomen opnamen gemaakt van twee zeer verschillende nova’s die in 2021 zijn uitgebarsten. De ene, Nova V1674 Herculis, behoorde tot de snelste nova’s die ooit zijn geregistreerd: hij doofde al enkele dagen na zijn explosie uit. Op opnamen van deze nova zijn twee afzonderlijke, haaks op elkaar staande gasstromen te zien – een bewijs dat de explosie werd aangedreven door meerdere op elkaar botsende gasstromen. Opmerkelijk genoeg verschenen deze gasstromen op het moment dat NASA-satelliet Fermi ook energierijke gammastraling detecteerde, wat erop wijst dat er een direct verband bestaat tussen de gamma-emissie en de botsende gasstromen.
De tweede nova, V1405 Cassiopeiae, ontwikkelde zich veel trager. Verrassend genoeg wist deze zijn buitenste lagen meer dan vijftig dagen vast te houden, voordat ze alsnog werden uitgestoten. Het is voor het eerst dat zo’n vertraagde uitstoot zo duidelijk is waargenomen.
Toen het materiaal werd uitgestoten, ontstonden nieuwe schokken, waarbij opnieuw gammastraling vrijkwam. De resultaten leggen dus niet alleen de onverwachte complexiteit van de beide nova’s bloot, maar helpen ook hun krachtige schokgolven te verklaren, waarvan bekend is dat ze energierijke straling zoals gammastraling produceren.
Bovendien staan de nieuwe bevindingen op gespannen voet met de heersende opvatting dat nova-explosies eenmalige gebeurtenissen zijn. In plaats daarvan vertonen ze een verscheidenheid aan processen, wat erop wijst dat ons begrip van deze kosmische explosies moet worden herzien. (EE)
Close-up images show how stars explode