7 februari 2012

Tatataratáááá, de allereerste supernova van 2012: SN 2012A

SN 2012A in NGC 3239, gefotografeerd door Adam Block

Mag ik jullie even voorstellen, de allereerste supernova die ontdekt is in 2012: Supernova 2012A. De geëxplodeerde ster – ooit een massieve ster, die na een kort maar heftig leven een type IIP supernova produceerde – bevindt zich in het sterrenstelsel NGC 3239 in het sterrenbeeld Leeuw en de ontdekkers ervan zijn B. Moore, Jack Newton en Tim Puckett, die ‘m op 7 januari vonden. Adam Block van het Mount Lemmon SkyCenter wist SN 2012A te vereeuwigen en dat leverde de hiernaast staande prachtige foto op. Je zou wellicht denken dat die ster een tikkeltje boven de supernova veel helderder is en dat dát de supernova moet zijn, maar dat is visueel bedrog. Die heldere ster is namelijk een voorgrondster in ons eigen Melkwegstelsel, die zich toevallig juist voor NGC 3239 bevindt. Dat stelsel zelf ligt ongeveer 25 miljoen lichtjaar ver weg en vanwege z’n grillige vorm wordt het een onregelmatig sterrenstelsel genoemd, waarbij je met weinig fantasie kan zien dat er feitelijk sprake is van een botsing van twee sterrenstelsels. Supernova krijgen allemaal een catalogusnaam bestaande uit het jaartal en dan een letter van het alfabet. Op dit moment zijn we al aanbeland bij SN 2012P - eh… sorry, is inmiddels SN 2012Q, lees ik net :-) – en je kan je voorstellen dat we in dat tempo binnen een week door het hele alfabet heen zijn. In dat geval gaat men verder met twee letters, dus eerst SN 2012aa, dan SN 2012ab, enzovoorts.  In 2011 kwam men tot SN 2011jy, dus reken zelf dan maar uit hoeveel men er toen ontdekt heeft. :bron: Bron: Bad Astronomy + Recente supernovae.

Nobelprijswinnaar Perlmutter over supernovae, donkere energie en het versneld uitdijende heelal

Op 4 oktober vorig jaar wonnen de Amerikanen Saul Perlmutter en Adam Riess en de Australiër Brian Schmidt de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor hun onderzoek aan supernovae en de daaropvolgende vondst van de donkere energie. Van Perlmutter – de leider van het Supernova Cosmology Project - kwam ik de volgende bijna een uur durende video tegen, waarin hij spreekt over supernovae, donkere energie en het versneld uitdijende heelal. De eerste zesenhalve minuut van de video kan je overslaan, want dat zijn wat inleidende woorden van de Amerikaanse staatssecretaris voor energiezaken, Steven Chu, die ook ooit dezelfde prijs won voor ‘de ontwikkeling van methoden om atomen af te koelen en te vangen met laserlicht’. Afijn, geniet van deze boeiende video.

De tip voor de video kwam binnen via:

[Video] "Supernovae, Dark Energy, and the Accelerating Universe": lecture by S. Perlmutter, Physics Nobel Prize 2011 > http://t.co/n0W1f2Tg
@astroparticle
astroparticle

Supernova in M101 geeft meer inzicht in ontstaan type Ia supernovae

SN 2011fe in M101

Dankzij waarnemingen aan supernova SN 2011fe, die op 24 augustus 2011 in het spiraalsterrenstelsel M101 in Grote Beer werd ontdekt, zijn sterrenkundigen veel te weten gekomen over dit type supernovae. Uit de karakteristieken van de lichtcurve van SN 2011fe kon men al snel afleiden dat we te maken hebben met een type Ia supernova, een variant waarvan men al decennia vermoed dat de oorzaak ervan ligt in een dubbelstersysteem waarin in ieder geval één component een witte dwerg is. Als die dwergster door materiaal van de andere component te zwaar wordt en een kritische massagrens overschrijdt treedt een thermonucleaire explosie op en knalt de compacte ster uit elkaar. Probleem was eigenlijk dat men niet wist wat die andere component is: een andere witte dwerg of een reuzenster? Omdat SN 2011fe in het nabije stelsel M101 plaatsvond – met een afstand van ‘slechts’ 21 miljoen lichtjaar de meest nabije type Ia supernova sinds 1986 – konden de sterrenkundigen het exacte tijdstip van de explosie bepalen, met een onzekerheid van slechts 20 minuten. Onder leiding van Peter Nugent (Berkeley National Laboratory) heeft men alle waarnemingen aan SN 2011fe onderzocht en daaruit kon men afleiden dat de bron van de explosie een witte dwerg moet zijn, bestaande uit koolstof en zuurstof. Met een snelheid van 16.000 km per seconde – in sommige gevallen zelfs 20.000 km/s – werden die elementen na de explosie uitgestoten. De sterkte van de lichtkracht maakte duidelijk dat de compagnon van de dwerg geen reus en ook geen witte dwerg kon zijn, maar een op de zon lijkende ster. En dat is voor het eerst dat men op basis van waarnemingen meer te weten kon komen over het systeem dat een type Ia supernova veroorzaakte. Meer info over SN 2011fe kan je vinden in twee wetenschappelijke artikelen: deze en deze. :bron: Bron: Berkeley.

Helemaal groovy-psychedelisch, dat restant van Tycho’s supernova

Het restant van Tycho's supernova

Nee, wat je hiernaast ziet is geen lichteffect uit een psychedelische show van Pink Floyd, in de tijd dat ze nog in de UFO club in Londen speelden. Het is het restant van een supernova, een exploderende ster die in november 1572 aan de hemel verscheen en die uitvoerig door de Deen Tycho Brahe werd beschreven, de laatste grote sterrenkundige uit het pre-telescooptijdperk -die in 1610 werd ingeluid door Galileo Galileï. De supernovae – nova stella door Brahe genoemd – bleef 15 maanden zichtbaar. De foto is een mix van allerlei soorten straling en het meest opvallende is die paarse waaier, links van het uitdijende restant. Dat is de gammastraling, die in beeld is gebracht door NASA’s Fermi satelliet en dan met name diens Large Area Telescope (LAT). Het onderzoek aan dat restant, welke zich ongeveer 10.000 lichtjaar van ons vandaan bevindt, is van belang voor sterrenkundigen omdat het helderheid geeft over het ontstaan van kosmische straling. Dat zijn voornamelijk protonen die barstensvol energie zitten en die – zo vermoed men – door zo’n supernova met bijna de lichtsnelheid worden uitgestoten. Die protonen zijn net biljartballen, die overal tegenaan ketsen en zo vaak van richting veranderen, ook mede onder invloed van de sterke magnetische velden, dat als ze bij de aarde aangekomen de exacte locatie van hun oorspronkelijke bron niet meer te reconstrueren valt. Maar wat wel te reconstrueren valt is dat als zo’n proton vlakbij het restant tegen een ‘gewoon’ traag bewegend proton botst, bijvoorbeeld eentje uit een nabije gas- of stofwolk, dat er dan iets interessants gebeurt: de twee protonen gaan na de botsing ieder een bepaalde richting uit, daarbij een pion producerend, een instabiel deeltje dat 14% van de massa van het proton heeft. In ongeveer 10 miljoenste van een miljardste van een seconde – héél snel knipperen met je ogen – valt zo’n pion uit in twee gammafotonen, fotonen met zeer veel energie. En die fotonen hebben veel minder last van dat ketsen en botsen, die gaan over het algemeen linea recta vooruit, in dit geval bij de LAT van Fermi uitkomend. En zodoende biedt dat onderzoek een inkijkje in het ontstaan van die kosmische straling. Meer info over het onderzoek vind je in dit wetenschappelijke artikel. :bron: Bron: NASA.

Sterrenkundigen maken ‘radiofoto’ van supernova in M51


Veertien dagen na de verschijning van een supernova in het nabije spiraalstelsel M51 in het sterrenbeeld Grote Beer - juni dit jaar groot nieuws – hebben sterrenkundigen van de Universiteit van Valencia deze met radiotelescopen met een ongekende resolutie weten te fotograferen. Gebruikmakend van een netwerk van radiotelescopen in Spanje, Zweden, Duitsland en Finland- waarvan de waarnemingen met de techniek van de interferometrie werden gecombineerd – wist men SN2011dh, zoals de naam van de supernova luidt, te fotograferen. De resolutie was maar liefst honderd keer groter dan wat men met de Hubble ruimtetelescoop kan bereiken. Je ziet de foto hierboven, waarbij je de supernova als een langgerekt vlekje ziet. :bron: Bron: Science Daily.

Minute Physics: over de richting van de tijd en donkere energie


Er bestaat een leuke serie van korte, leerzame handgetekende filmpjes over natuurkundige onderwerpen: Minute Physics. Eén van de filmpjes is de volgende, waarin Sean Carroll (CalTech) ons verteld over de richting waarin de tijd beweegt, een onderwerp dat samenhangt met het begrip entropie.

Onlangs werd de Nobelprijs voor de Natuurkunde verleent aan drie sterrenkundigen, die in 1998 aan de hand van supernovae ontdekten dat het heelal versnelt uitdijt, hetgeen veroorzaakt wordt door de mysterieuze donkere energie. Over die donkere energie gaat de volgende video uit Minute Physics, wederom verteld door Sean Carroll.

:bron: Bron: Cosmic Variance.

Allereerste sterren toch niet zo extreem zwaar als gedacht

Simulatie van de vorming van de allereerste sterren

Wekenlange computersimulaties hebben aan het licht gebracht dat de allereerste sterren in het heelal, die enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal verschenen, toch niet zo extreem zwaar waren als men eerst dacht. Van die sterren werd tot voor kort verondersteld dat ze waren ontstaan uit de wolken van de lichtste elementen waterstof en helium, die enkele minuten na de oerknal door de zogenaamde nucleosynthese waren gevormd, en dat die sterren wel honderden keren zo zwaar als de zon moesten zijn geweest. De reden voor die veronderstelling was de afwezigheid van elementen zwaarder dan helium, door de sterrenkundigen ‘metalen’ genoemd. Bij de vorming van ‘hedendaagse’ sterren zorgen metalen er voor dat de onder invloed van de zwaartekracht in elkaar stortende wolken van waterstof en helium niet te heet worden en daardoor nog verder krimpen. Interstellaire gas- en stofwolken die te heet zijn gaan weer expanderen en dat verhinderd de stervorming. In de vroegste perioden van het heelal waren er nog geen metalen, zoals onlangs nog in enkele ‘oerwolken’ werd geconstateerd, en de grootte van de in elkaar stortende wolken van waterstof en helium moest dat gebrek aan metalen compenseren, met sterren tot een massa van wel duizend zonmassa’s als resultaat. De uitgevoerde simulaties van de vorming van de eerste sterren door een team onder leiding van Takashi Hosokawa laat zien dat de omgeving van die sterren op een gegeven moment verhit wordt tot een temperatuur van 50.000 Kelvin – da’s 8,5 keer de oppervlaktetemperatuur van de zon – en dat dan de ineenstorting abrupt stopt, de verdere  groei van de ster verhinderend. De sterren blijken niet meer dan enkele tientallen keer zo zwaar als de zon te worden. Na een kort en intensief leven eindigen ze als een supernova, waarbij ze hun buitenlagen wegblazen. Speurtochten naar supernovae van extreem zware ‘progenitors’ hadden tot nu toe geen resultaat opgeleverd, maar nu blijkt ook waarom: die progenitors – de voorlopers van de sterren die als supernova uit elkaar knallen – zijn er helemaal niet geweest. :bron: Bron: NASA.

Even voorstellen: G299.2-2.9, een middeloud supernova-restant


Hierboven zie je G299.2-2.9, een 4500 jaar oud supernova-restant in het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg (Musca) – huh, Vlieg nooit van gehoord? yep, weinig interessant – geportretteerd door de röntgensatelliet Chandra van de NASA. De 16.000 lichtjaar ver weg gelegen en steeds maar uitdijende gasschil is een overblijfsel van een type Ia supernova, een exploderende witte dwerg. De meeste restanten van Ia supernovae zijn een stuk jonger, dus door onderzoek aan restanten zoals G299.2-2.9 hoopt men meer te weten te komen over de oorzaak van deze soort supernovae en over de ontwikkeling van de restanten.  in de foto zitten niet alleen gegevens verwerkt van Chandra, maar ook van ROSAT en de Two Micron All-Sky Survey (2MASS). Hé, ROSAT kennen we wel, want die stort binnenkort ergens op aarde neer. Oeps! Een grote tif-versie van de foto hierboven kan je hier downloaden, 8,7 Mb groot. :bron: Bron: Chandra.

Nobelprijs Natuurkunde gaat naar onderzoekers supernovae

Een type Ia supernovae. Het gaat om SN 1994D (linksonder) in NGC 4526.

De Nobelprijs voor Natuurkunde gaat dit jaar naar de Amerikanen Saul Perlmutter en Adam Riess en de Australiër Brian Schmidt. Zij krijgen de onderscheiding voor hun onderzoek aan exploderende witte dwergen, die als type Ia supernovae in andere sterrenstelsels te zien zijn. Dat heeft de Zweedse Academie voor Wetenschappen vandaag bekendgemaakt. Riess en Schmidt werkten in het High-z Supernova Search Team en Perlmutter in het Supernova Cosmology Project en deze teams ontdekten in 1998 aan de hand van de waarnemingen aan supernovae dat de expansie van het heelal steeds sneller gaat. De twee teams waren gestart met het idee om te kijken of het mogelijk zou zijn om te zien of het heelal constant uitdijt of dat er een vertraging zichtbaar is, als gevolg van de zwaartekracht. Door de type Ia supernovae als ‘standaard-kaars‘ te gebruiken kon men de afstand van de sterrenstelsels waarin ze explodeerden bepalen. De uitkomst was heel verrassend de waargenomen versnelling, zoals af te lezen valt uit de volgende grafiek:

Dat bracht de sterrenkundigen vervolgens op de zogenaamde donkere energie, een geheimzinnige karaktereigenschap van de ruimte en tijd zelf, die een afstotende werking heeft, tegengesteld aan de aantrekkende zwaartekracht. Bijna drie kwart van de gehele massa-energie van het heelal zou gevormd worden door de donkere energie, bijna een kwart wordt door donkere materie gevormd en de rest bestaat uit ‘gewone’ materie – lees: sterren, planeten, gasnevels, etc… Soms komen type Ia supernova ook voor in sterrenstelsels die dichtbij liggen, zoals in augustus nog het exemplaar dat in M101 in het sterrenbeeld Grote Beer kaboem zei. De drie winnaars ”hebben een heelal blootgelegd dat grotendeels onbekend was voor de wetenschap”, verklaarde de jury haar keuze. Aan de Nobelprijs voor Natuurkunde is een bedrag van bijna 1,1 miljoen euro verbonden. De helft van het bedrag gaat naar Perlmutter. Het andere deel is voor Riess en Schmidt. Hieronder zie je de drie winnaars, van links naar rechts Riess, Schmidt en Perlmutter.

:bron: Bron: Nobelprize.org.

 

Arp 220, een echte supernovafabriek

Maar liefst zeven supernovae in de kern van Arp 220

Sterrenkundigen hebben een sterrenstelsel ontdekt dat een ware fabriek van supernovae mag worden genoemd: Arp 220, een zogenaamde Ultraluminous Infrared Galaxy (ULIRG), gelegen op een afstand van 250 miljoen lichtjaar van de aarde. Feitelijk het resultaat van een botsing van twee afzonderlijke sterrenstelsels. Met een grote hoeveelheid aan elkaar gekoppelde radiotelescopen, verspreid over vijf landen, waaronder Zweden, wist men in een gebied van 250 lichtjaar in de kern van Arp 220 40 afzonderlijke radiobronnen te  ontdekken. Met optische telescopen waren de bronnen – verhuld door dichte stofwolken – verborgen, maar de radiotelescopen konden de puntbronnen wel zien. Zeven van de 40 bronnen bleken echte supernovae te zijn, sterren die korte tijd – binnen een periode van 60 jaren – na elkaar in een gigantische knal explodeerden. Knalt er in sterrenstelsels zoals de Melkweg één per eeuw uit elkaar, in supernovafabrieken zoals Arp 220 zijn dat er vermoedelijk vier per jaar! 8-O We wisten al dat er ‘stervormings-fabrieken‘ zijn, sterrenstelsels waar in hoog tempo sterren worden gevormd, maar kennelijk zijn er ook supernova-fabrieken, waar ze aan de lopende band weer uit elkaar knallen. Verder onderzoek aan de zeven supernovae – beschreven in dit wetenschappelijke artikel – laat tenslotte zien dat de radiostraling een gevolg is van de magnetische velden die de supernovae creëren, niet de magnetische velden van het stelsel Arp 220. :bron: Bron: SpaceRef.

Switch to our mobile site