17 oktober 2017

Extreem verre, superheldere supernova waargenomen

Astronomen hebben een superheldere supernova waargenomen in een sterrenstelsel op 10 miljard lichtjaar afstand. De krankzinnig heldere explosie was even helder als het totale licht van 300 miljard sterren! Op het moment van de explosie was het heelal slechts 3,5 miljard jaar oud en bevond het heelal zich in een fase waarin de meeste sterren gevormd werden.

Superheldere supernovae zijn tien tot honderd keer zo helder als een ‘normale’ supernova. Welke natuurkundige processen verantwoordelijk zijn voor deze extreme helderheid is nog onduidelijk. Vermoedelijk ontstaan ook deze supernova’s vanuit het instorten van een supermassieve ster. Maar waarom verschillen ze dan van normale sterrenexplosies?

Sterrenkundigen vermoeden dat de “voorgangers” van superheldere supernova’s metaalarme sterren zijn, dus sterren die nauwelijks elementen bevatten die zwaarder zijn dan waterstof en helium. Modellen hebben namelijk uitgewezen dat metaalarme sterren een groter deel van hun massa kunnen vasthouden voordat ze supernova gaan.

Het klopt inderdaad dat superheldere supernovae vooral gevonden worden in kleine sterrenstelsels met een lage massa. Dergelijke sterrenstelsels hebben vaak de neiging om metaalarm te zijn – dat betekent dat ze nauwelijks zwaardere elementen bevatten.

De recordbrekende supernova in kwestie, die door het leven gaat als DES15E2mlf, ging echter ‘af’ in een normaal, massief sterrenstelsel. Dat kan verklaard worden door het feit dat 3,5 miljard na de oerknal zelfs de grotere sterrenstelsels onvoldoende tijd gehad hebben om het interstellaire medium (waaruit nieuwe sterren ontstaan) te verrijken met “metalen”.

Bron: UC Santa Cruz

Reacties

  1. Ik zag gisteren deze GRB160625B voorbij komen met een “live” explosie en mooie plaatjes..
    https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170726132110.htm
    Nu zie ik dat alle plaatjes verdwenen zijn en alleen deze nog te vinden:
    http://www.pereplet.ru/lipunov/images/GRB160625B.jpg

  2. Ik probeer het nog maar eens Olaf, de GRB160625B in detail.
    http://www.nature.com/nature/journal/v547/n7664/full/nature23289.html

  3. Waarom zien wij die supernova nu pas? Na 3,5 miljard jaar staan die ster en de aarde maximaal 7 miljard lichtjaar uit elkaar. Dat betekent toch dat het licht van die supernova ons na 3,5 + 7 = 10,5 miljard lichtjaar had moeten bereiken?
    Kan iemand dit uitleggen?

  4. Hephaistos zegt:

    Je moet niet vergeten dat het heelal sneller dan de lichtsnelheid uitdijt 🙂

    • Daar heb ik ook over na zitten denken. Dus dat betekent dat door de uitdijing van het heelal, het licht er 3 miljard jaar langer over heeft gedaan om ons te bereiken?
      Het blijft hersenkrakend…. Het oudste dat tot nu toe onlangs is waargenomen, was 500.000 jaar oud (als ik het goed heb). Als wij dat nu pas waarnemen, hoe werkt dat dan? Dat kan toch niet door uitdijing verklaard worden?

      Light me up! ????

      • “Light me up! ”
        Ik zou het niet weten.

        Hiermee misschien…. https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6864

        🙂

      • Als wij een supernova zien op 3,5 miljard lichtjaar, dan betekent dat gewoon dat het licht er 3,5 miljard jaar over gedaan heeft om ons te bereiken. Uitdijing van het heelal en alles inbegrepen. De roodverschuiving in het spectrum van het supernovalicht geeft het effect daarvan trouwens aan: hoe groter de afstand, hoe groter de roodverschuiving, d.w.z. hoe sneller het object van ons af beweegt.

        Je zegt ook: “Het oudste dat tot nu toe onlangs is waargenomen, was 500.000 jaar oud (als ik het goed heb)…”. Ik weet niet waar je dat haalt, natuurlijk, maar het klopt niet. Met enige regelmaat verschijnen immers berichten over het tot dan toe “verste sterrenstelsel ooit”, met een spectaculaire roodverschuiving. Als ik het goed heb, staat de huidige recordhouder op zowat 13 miljard lichtjaar, d.w.z. dat hij ook zo oud is (of misschien beter, ‘lijkt’, want hoe het er nu mee gesteld is, zoveel miljard jaar nadat hij ‘supernova ging’, weten we niet), d.w.z. maar zo’n 700 miljoen jaar jonger dan de oerknal.

        Nog over de uitdijing. Die maakt dat we alleen maar zien wat zich in het voor ons waarneembare deel van het heelal manifesteert. Wat daarbuiten valt, beweegt zich sneller van ons af dan het licht en kunnen we nooit waarnemen. Wat er echter binnen valt, kunnen we in principe wel zien. Alleen zien we wat dichtbij is sneller dan wat veraf is. We kunnen bijna terugkijken tot aan de oerknal (die ‘bevindt zich’ eigenlijk in alle richtingen), maar in eerste instantie in dat deel dat bij de oerknal onze (naaste) omgeving was. Als je de oerknal voorstelt als een ballon die opgeblazen wordt, dan is ons waarneembaar deel een vlek die zich in alle richtingen gelijkmatig uitbreidt over het oppervlak van de ballon. Mettertijd zien we dus steeds meer, als onze vlek ‘terrein’ bestrijkt dat te ver was om eerder te kunnen zien. Maar als de ballon sneller dan het licht opzwelt, zal onze vlek nooit het hele oppervlak bestrijken.

  5. hebben we nu een PAARSshift vastgesteld . ??

    blauw voor het aansnellend licht en

    rood voor het verdwijnende licht , want uitdijend heelal .

  6. Over: ““Het oudste dat tot nu toe onlangs is waargenomen, was 500.000 jaar oud (als ik het goed heb)”. Als hij (Frank) het heeft over het oudste licht dat we kunnen waarnemen heeft hij het aardig goed. Het licht van de microgolf-achtergrondstraling (Engels: cosmic microwave background, CMB) dateert van 380.000 jaar na de oerknal, dus 13,8 miljard jaar terug in de tijd. De roodverschuiving van dat licht is z=1100.

    • Olaf van KootenOlaf van Kooten zegt:

      Terug van vakantie Arie? 😉

    • Oké, op die manier. Ik dacht dat hij bedoelde dat we maar 500.000 jaar terugkeken, maar dat heb ik blijkbaar verkeerd geïnterpreteerd. Afgezien daarvan hadden we het dan eigenlijk wel min of meer over hetzelfde: 500.000 jaar oud (of na de oerknal) komt overeen met (ruim) 13 miljard jaar geleden.

      • Frank Van De Kerkhof zegt:

        Ja precies we hadden het over hetzelfde, was onhandig geformuleerd van me. Excuses!

        Hoe kun je nou iets waarnemen van 500k jaar? Op het moment dat dat licht op “aarde” (die nog niet bestaat natuurlijk), terechtkomt is toch maximaal 1000k jaar (ex. uitdijing)? Daarna is dat licht toch voor eeuwig weg? Hoe kunnen we dat dan waarnemen?

        • Volgens mij was dat de microgolf-achtergrondstraling .

          Dat betekent wel dat alles wat “daarna” komt …het heelal al een behoorlijke uitdijing heeft gehad op dat moment , denk ik..
          (ging ook sneller dan licht die uitdijing, zeiden ze geloof ik..)

        • De kosmische achtergrondstraling is de warmtestraling van kort na de oerknal. Ze was eerst heel heet, maar koelde af naarmate het heelal uitdijde, tot de temperatuur die ze nu heeft, een drietal graden boven het absolute nulpunt. Die straling vult dus nog altijd het hele heelal, en is bijzonder gelijkmatig in alle richtingen.

          Een of ander object dat we zien pakweg 500.000 jaar na de oerknal (dus op een afstand van ruim 13 miljard lichtjaar (ongeveer 13,2 à 13,3 mia. lj.) zal inderdaad maar zichtbaar zijn zolang het (genoeg) licht uitstraalt (maar vaak is dat veel langer dan een mensenleven). Zodra het daarmee stopt of een groot deel van zijn helderheid verliest, zien we het niet meer. Stel dat het om een supernova gaat. Die zagen we eerst niet wegens te ver en te zwak, maar plotseling vlamt hij op. Luttele dagen en weken daarna is z’ helderheid alweer zwaar afgenomen en misschien is hij wel een zwart gat geworden en finaal onzichtbaar. Het geeft natuurlijk te denken: zowel het opvlammen als het uitdoven gebeurde een goede 13 miljard jaar geleden.

          Ik weet niet of ik begrijp hoe je van 500k (500.000) naar maximaal 1000k (1.000.000) gaat. Verwar je hier soms ouderdom met afstand? (Als die 500k afstand voorstelt, moet het licht diezelfde afstand afleggen om de aarde te bereiken, en 500k + 500 k = 1000k). Iets van 500k jaar oud (d.i. gerekend vanaf de oerknal) staat echter op zowat 13,2 miljard lichtjaar en dat is de afstand die het licht moet afleggen, of liever: heeft afgelegd als we het zien. Nogmaals, het effect van de uitdijing is daar al in verrekend, maar dat het allemaal best duizelingwekkend is en blijft, zal ik niet ontkennen.

          Veel verder dan 13,2 miljard lichtjaar kunnen we niet kijken: toen het heelal nog geen sterren(stelsels) had, was er nog niets te zien, maar “voorbij de oerknal” (het begin, bijna 13,8 miljard jaar geleden) kunnen we sowieso niet (kijken). Dat botst schijnbaar met de aanname dat het uitdijende heelal veel groter is dan een hypothetische lichtbel die sinds de oerknal met de lichtsnelheid opzwelt. (De uitdijing hoeft zich niet te houden aan de limiet van de lichtsnelheid: het is het opzwellen van de ruimte zelf, niet de beweging van materie/energie ín die ruimte). Zo zou het (in principe) waarneembare heelal een doorsnee hebben van een kleine 100 miljard lichtjaren (en het totale heelal, dus met het niet-waarneembare deel erbij) nog veel meer (maar dat is moeilijk te schatten). Echter, als we kijken, kijken we niet ín het heelal, maar in het verléden van het heelal. En dat gaat terug tot maximaal 13,8 miljard lichtjaar.

          • Ik zag dat:
            “Na zo’n 380.000 jaar was het heelal afgekoeld tot zo’n 3000 kelvin en konden atomen gevormd worden. Elektronen werden gebonden aan protonen en neutronen. Doordat fotonen niet meer gehinderd werden door interacties met elektronen werd het heelal doorzichtig…
            Dit licht van het vroege heelal wordt tegenwoordig waargenomen als de kosmische achtergrondstraling”

            Na die tijd, is de uitdijing misschien wel verwaarloosbaar voor materie, zoiets bedoelde ik…
            Daarom kunnen we nu ook zo ver in het verleden kijken denk ik.. zonder verstoringen , behalve gravitatielenzen dan..
            Anders was het misschien ook nog “duizelingwekkend” om naar te kijken … 🙂

          • Verwaarloosbaar, in de zin dat materie vanaf toen min of meer vrij spel had om te worden zoals we het vandaag kennen (het ontstaan van atomen, etc.), dat zou je zo kunnen zien, maar natuurlijk gaat de uitdijing onverminderd door, en volgens recente inzichten almaar sneller (al is daar onlangs weer wat twijfel over verkondigd), en vliegt de materie natuurlijk mee: sterrenstelsels vliegen van elkaar weg en de ruimte wordt a.h.w. almaar leger of minder dicht. In die zin is de uitdijing ook weer niet verwaarloosbaar voor de materie, maar ik denk niet dat die twee interpretaties strijdig zijn.

            Dat we zover kunnen kijken is minder fantastisch dan dat we überhaupt kúnnen kijken: als het heelal niet doorzichtig was geworden, was er geen kijken aan. Vér kijken is vervolgens enkel een kwestie van ‘goede ogen’ hebben: met het blote oog kun je al heel veel (moeiteloos maan, zon, nabije sterren …), maar met krachtige telescopen kun je in principe onbeperkt ver kijken, op voorwaarde dat de dingen die je zou willen zien groot of lichtkrachtig genoeg zijn. Het is telkens wel het verleden, omdat het licht ‘verrassend’ (op aarde is het er altijd ‘onmiddellijk’) tijd nodig heeft om van A naar B te geraken, en eigenlijk is dat wonderlijk: kijken is altijd naar het verleden, zelfs als je voor de spiegel staat. Tussen haakjes, gravitatielenzen zijn best nuttige verstoringen, want ze versterken het beeld van wat er (vanop de aarde gezien) achter ligt: zo wordt een ver en heel lichtzwak sterrenstelsel op de juiste plek veel beter zichtbaar, alsof je er met een vergrootglas naar kijkt.

          • Ik heb hier nog over na lopen denken van het weekend, ook naar aanleiding van jullie antwoorden, waarvoor dank!

            Mijn uitgangspositie klopte niet. In mijn hoofd was het als volgt: de oerknal op t0, vervolgens, 3,5 miljard lj later is er een cirkel of bel ontstaan met daarin het universum. (Ik weet niet eens zeker of ik het me zo voor moet stellen?) Aan de ene kant van die cirkel/bel is die supernova en aan de andere kant onze “Aarde” (in wat voor vorm dan ook) De afstand tussen die twee is dus 7 miljard lj en licht zou er ook zo lang over doen (in mijn hoofd) om ons te bereiken. Dus na 10,5 miljard lj zou dat licht van die supernova onze Aarde al bereikt hebben en zouden we het dus niet meer moeten kunnen waarnemen. Vandaar mijn eerste vraag van 28 juli.

            Inmiddels begrijp ik dat dit helemaal niet klopt. Dat punt aan de andere kant van die cirkel/bel ligt in het niet waarneembare heelal en zullen we dus nooit waarnemen. De supernova in het artikel lag natuurlijk wel in het waarneembare heelal.

    • Frank Van De Kerkhof zegt:

      Die bedoel ik! 🙂

  7. Naar aanleiding van het gesprek met Frank heb ik nog wat opgezocht omtrent oud/jong en ver, verder, verst. Daarbij stootte ik ook nog op een andere afstandsmaat, de zgn. ‘proper distance’, die als ik het goed heb, overeenkomt met de afstand die het object dat we zien op (een lichtafstand) van 13,4 miljard lichtjaar (zie onder) nu zou hebben, als gevolg van z’n beweging én de uitdijing van de ruimte sindsdien (als het nog bestaat, ten minste). Omgerekend zou dat object nu op ongeveer 32 miljard lichtjaar staan. Ik hou het verder maar gewoon bij de lichtafstand, dat praat makkelijker.

    Het verste sterrenstelsel tot nu toe was GN-z11 (2016), zowat 400 miljoen jaar ‘jong’ (d.i. we zien het 400 miljoen jaar na de oerknal, die bijna 13,8 milard jaar geleden plaatsvond) en dus 13,4 miljard lichtjaar ver. Het is (was) 25 keer kleiner dan de Melkweg vandaag en heeft (had) maar 1 procent van de stermassa van ons thuisstelsel, maar er werden wel 20 keer sneller sterren gevormd. De vorige recordhouders (2015) waren respectievelijk EGSY8p7 (13,2 miljard lichtjaar, 600 miljoen jaar na de oerknal) en EGS-zs8-1 (iets meer dan 13,1 miljard lichtjaar, 670 miljoen jaar na de oerknal), dan (2013) z8_GND_5296 (13,1 miljard lichtjaar, 700 miljoen jaar na de oerknal) en ten slotte A1689-zD1 (13 miljard lichtjaar en iets, ruim 700 miljoen jaar na de oerknal). Al is het niet zeker of het lijstje helemaal klopt, want de bronnen willen al eens verschillen (mijn hoofdbron was gewoon https://en.wikipedia.org/wiki/GN-z11). Het maakt niet echt uit, wat telt is wat die vage beelden van zulke verre objecten ons kunnen vertellen. Zo zien we GN-z11 op een ogenblik dat stervorming nog maar een paar honderd miljoen jaar aan de gang was, en dat is bijzonder weinig als je bedenkt dat zo’n 95% van alle sterren (veel) langer leven dan dat, m.a.w. op dat moment nog relatief of zelfs heel ‘piep’ waren.

    De verwachting is dat we met de opvolger van de Hubble, de James Webb-ruimtetelescoop, zullen kunnen terugkijken tot de allereerste sterrenstelsels en/of het allereerste licht. I can’t wait. Hallo NASA, kunnen jullie die J.W. eens meteen lanceren?

Laat wat van je horen

*