Een briljante explosie gespot in een sterrenstelsel ver, ver weg is de helderste supernova ooit geregistreerd, kondigden astronomen vandaag aan.
gerelateerde inhoud
- Zwarte gaten kunnen katapult Rogue Supernovas in de ruimte brengen
- Een scheve Supernova, Orbital Espresso en meer Cosmic Wonders
Opgepikt door een nachthemel, vond de explosie plaats op 3, 8 miljard lichtjaren van de aarde. Op die afstand was de explosie 22.700 keer dimmer dan de zwakste objecten die een mens met het blote oog kan zien. Maar de verafgelegen supernova was zo krachtig dat astronomen berekenen of het op de afstand van de beroemde "hondenster" Sirius, slechts 8 lichtjaar afstand, was gebeurd, het zo helder zou zijn geweest als de zon.
De All-Sky Automated Survey voor SuperNovae (ASASSN), een netwerk van telescopen verdeeld tussen Chili en Hawaii, nam het ongewone object op in 15 juni. Het observatieteam noemde de supernova ASASSN-15lh.
De explosie behoort hoogstwaarschijnlijk tot een recent ontdekte klasse van objecten bekend als superlichtgevende supernovae, zegt studieleider Subo Dong, een astronoom aan het Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics aan de Peking University in Beijing . Maar wat de buitengewone gebeurtenis heeft veroorzaakt, is een mysterie.
Astronomen groeperen supernovae in verschillende typen op basis van hun trigger-mechanismen. Een type Ia supernova treedt op wanneer een zombie-ster bekend als een witte dwerg te veel eet. Witte dwergen zijn de kleine, dichte kernen die achterblijven wanneer een ster over de massa van de zon sterft. Als de witte dwerg een begeleidende ster heeft, trekt hij soms de materie van die ster weg en neemt zijn eigen massa langzaam toe. Uiteindelijk raakt de hongerige witte dwerg een fysieke limiet en stort in, wat een explosie veroorzaakt.
Daarentegen eindigen zeer massieve sterren - minstens acht tot tien keer de massa van de zon - hun leven alleen als type II supernovae. Wanneer deze sterren geen waterstofbrandstof meer hebben in hun kernen, beginnen ze atomen samen te smelten in steeds zwaardere elementen totdat de kern meestal ijzer is. Op dit punt stort de ster onder zijn eigen gewicht in, genereert een enorme explosie en verandert de kern in een extreem dichte neutronenster.
ASASSN-15lh was zo krachtig dat de auteurs vermoeden dat de originele ster zeer massief moet zijn geweest. Maar de chemische kenmerken die ze in het licht ervan zien, suggereren dat het verdacht weinig waterstof bevat, zegt co-auteur Todd Thompson, professor astronomie aan de Ohio State University.
"Het is raar voor massieve sterren om geen waterstof te hebben", zegt hij, maar het is niet onmogelijk. "Sommige sterren stoten al hun waterstof uit in explosieve gebeurtenissen voordat ze sterven, anderen verliezen waterstof aan binaire metgezellen." Hoewel er sommige superlichtgevende supernovae zoals deze zijn die waterstofarm zijn, zegt hij, zijn hun werkingen over het algemeen slecht begrepen.
De auteurs merken op dat het mogelijk is dat ASASSN-15lh een lichtsterkteverhoging kreeg van de radioactieve isotoop nikkel-56. In een type Ia supernova vormt zich nikkel wanneer het gas van de begeleidende ster het explosieve uiteinde van de witte dwerg initieert. Het radioactieve verval van nikkel in ijzer en kobalt genereert vervolgens licht dat met een bepaalde snelheid wegvalt. Maar om het soort energie te krijgen dat te zien is in ASASSN-15lh, had de explosie een onwaarschijnlijke hoeveelheid nikkel nodig - ongeveer 30 keer de massa van de zon. Bovendien lijkt de helderheid niet snel genoeg af te nemen.
Verbeterde kleurenbeelden tonen het sterrenstelsel vóór de explosie van ASASSN-15lh, genomen door de Dark Energy Camera (links) en de supernova zoals gezien door het Las Cumbres Observatory Global Telescope Network. (The Dark Energy Survey, B. Shappee en het ASASSN-team) Een andere mogelijkheid is dat de kern van de supernova een magnetar werd. Deze objecten zijn neutronensterren met zeer sterke magnetische velden, die de kracht van de explosie hadden kunnen oppompen. Maar zelfs een magnetar kan ASASSN-15lh niet volledig verklaren - de explosie zou een snel draaiende kern met een extreem krachtig magnetisch veld nodig hebben gehad, en dat is in tegenstelling tot elke magnetar ooit gezien. Het zou ook nodig zijn geweest om energie van de instorting efficiënter om te zetten in licht dan welke supernova ook.
Door het mechanisme achter ASASSN-15lh te bepalen, kunnen astronomen superlichtgevende supernovae beter begrijpen, die naar verwachting nog talrijker zullen zijn in het zeer vroege universum. Greg Aldering, een stafwetenschapper bij Lawrence Berkeley National Laboratory, merkt op dat huidige en toekomstige all-sky surveys er meer zouden moeten spotten, omdat deze uitgebreide scans van de kosmos objecten kunnen vangen die zich niet in de buurt van bekende sterrenstelsels bevinden.
Subo voegt eraan toe dat als we ze beter kunnen begrijpen, superlichtgevende supernova's in het vroege universum als standaardkaarsen kunnen dienen - objecten met een betrouwbare helderheid die kunnen worden gebruikt om kosmische afstanden te meten. Toekomstige waarnemingen van andere superheldere sterexplosies kunnen ook helpen bij het zoeken naar verre, zeer zwakke sterrenstelsels, omdat de supernovae zich gedragen als gigantische flitslampen en de omgeving kort verlichten.
Aldering zegt dat er meer gegevens uit deze supernova moeten komen en dat er meer van zijn soort in acht moet worden genomen. Het kan zijn dat deze een uitbijter is die een extra factor had om hem op te pompen.
Robert Quimby, universitair hoofddocent aan de Staatsuniversiteit van San Diego, zegt dat hoewel het magnetar-model problemen zou kunnen hebben, "de ontdekking van deze supernova aanleiding was tot een herevaluatie van de grenzen van magnetar-aangedreven supernovae." Maar het is ook mogelijk dat deze supernova een volledig nieuw type object is, zegt hij: "Hier hebben we een geval waarin het aantal uitvoerbare modellen nul kan zijn. Dat is heel opwindend."
Aldering is het ermee eens: "De natuur, gegeven genoeg sterren die er zijn, laat ze op allerlei ongelooflijke manieren exploderen. Wat het echte mechanisme uiteindelijk ook wordt, zal waarschijnlijk buitengewoon raar zijn."
