Snelle waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben de explosieve dood van een ster onthuld, net op het moment dat de explosie door het oppervlak van de ster heen brak. Daarbij hebben astronomen voor het eerst de vorm van de explosie in haar vroegste stadium kunnen bekijken (Science Advances, 12 november).
De exploderende ster oftewel supernova, die de aanduiding SN 2024ggi kreeg, bevond zich in het sterrenstelsel NGC 3621, in de richting van het sterrenbeeld Waterslang, op ‘maar’ 22 miljoen lichtjaar van de aarde. Hij werd in de nacht van 10 april 2024 voor het eerst opgemerkt door Yi Yang, universitair hoofddocent aan de Tsinghua-universiteit in Peking, China. Slechts 26 uur later kon de VLT op SN 2024ggi worden gericht.
‘De geometrie van een supernova-explosie levert fundamentele informatie op over de evolutie van sterren en de fysische processen die tot dit kosmische vuurwerk leiden’, legt Yang uit. De precieze mechanismen achter supernova-explosies van zware sterren – sterren met meer dan acht keer zoveel massa als de zon – zijn nog steeds onderwerp van discussie en zijn een van de fundamentele vragen die wetenschappers willen beantwoorden. De voorganger van deze supernova was een rode superreus, die twaalf tot vijftien keer zoveel massa had als de zon en vijfhonderd keer zo groot was. Daarmee is SN 2024ggi een klassiek voorbeeld van een exploderende zware ster.
Een gemiddelde ster behoudt tijdens zijn bestaan zijn bolvorm, doordat er een evenwicht bestaat tussen de zwaartekracht, die de ster wil samenpersen, en de tegendruk van zijn inwendige ‘kernreactor’, die hem juist wil opblazen. Maar zodra zijn brandstof opraakt, begint de kernreactor te sputteren. Voor zware sterren betekent dit het begin van een supernova: de kern van de stervende ster stort ineen, en de hoger gelegen gasschillen vallen daarbovenop en kaatsen terug. De terugkaatsende schokgolf baant zich vervolgens een weg naar buiten en verwoest de ster.
Zodra de schokgolf het oppervlak doorbreekt, komt er een enorme hoeveelheid energie vrij, waardoor de supernova vele malen helderder wordt. Gedurende korte tijd kan, voordat de explosie in aanraking komt met het materiaal rondom de stervende ster, dan de oorspronkelijke ‘uitbraakvorm’ van de supernova worden bestudeerd. En dat is wat astronomen – met behulp van een techniek die ‘spectropolarimetrie’ wordt genoemd – hebben gedaan.
‘Spectropolarimetrie levert informatie op over de geometrie van de explosie die andere soorten waarnemingen niet kunnen bieden’, zegt Lifan Wang, medeauteur van het zojuist verschenen artikel in Science Advances en hoogleraar aan de Texas A&M University in de VS. Hoewel zo’n exploderende ster zich slechts als een nietige stip vertoont, bevat de polarisatie van zijn licht verborgen aanwijzingen over zijn geometrie, die het team heeft kunnen ontrafelen.
Met behulp van het FORS2-instrument dat op de VLT is geïnstalleerd ontdekten de astronomen dat de explosiewolk in eerste instantie olijfvormig was. Later werd hij platter van vorm. Met deze kennis kunnen astronomen sommige van de bestaande supernova-modellen al uitsluiten, en nieuwe informatie toevoegen om andere modellen te verbeteren. (EE)
Volledig persbericht