15 december 2018

Een indeling van nieuwe klassen van superlichtsterke supernovae

De bestaande indeling van supernovae zou wel eens aan herziening toe kunnen zijn, aldus de sterrenkundige Avishay Gal-Yam van het Weizmann Instituut in Israël. In een recent artikel – binnenkort te verschijnen in het Amerikaanse vakblad Science – laat hij zien dat recente waarnemingen aan grote delen van het heelal de ontdekking van supernovae heeft opgeleverd, die wel tien tot honderd keer lichtsterker zijn als ‘gewone’ supernovae. Hij spreekt van superlichtsterke supernovae – superluminous supernovae (SLSN) en volgens Gal-Yam zouden er drie types zijn: SLSN-R, SLSN-I en SLSN-II, waarvan je hierboven in de afbeelding drie voorbeelden ziet met hun lichtcurven. Alle types SLSN onderscheiden zich van de gewone supernovae dat hun absolute lichtkracht boven -21m ligt, dat is de helderheid die de exploderende ster zou hebben, gezien vanaf een afstand van 10 parsec – da’s 32,6 lichtjaren. In de figuur hieronder zijn de lichtcurven van de SLSN te zien, samen met enkele lichtcurven van gewone supernovae:

De ‘gewone’ supernovae – dat woord gewoon klinkt een tikkeltje vreemd, omdat heel veel van die supernovae niet bekend is – onderscheiden we grofweg in twee klassen: de type I en type II supernovae. Bij type I SN is er géén sprake van de aanwezigheid van waterstof. De lichtcurve van deze supernovae wordt vooral bepaald door het verval van het element nikkel (56-Ni), dat in zes dagen vervalt in kobalt, waarbij gammastralen vrijkomen. Bij type II SN is wel sprake van waterstof, ook al komt ook daar radioactief verval van zware elementen om de hoek kijken. Het gaat om zware sterren, wiens kern na een kort maar heftig leven een schokgolf genereert, die dwars door de buitenlagen van waterstof dendert en deze ioniseert. De door Gal-Yam onderscheiden klassen van superlichtsterke supernovae hebben gelijkenissen met de gewone supernovae, maar zijn door de een of andere oorzaak wel een paar magnitudes lichtsterker.

  • SLSN-R kennen net als type I geen waterstof, maar wel radioactief nikkel. Er komt een onvoorstelbare hoeveelheid van minstens vijf zonmassa aan nikkel aan te pas om de lichtcurve van SLSN-R te verkrijgen, terwijl voor een gewone supernova van type I ‘slechts’ 0,05 tot 1 zonmassa nodig is.
  • SLSN-I kennen geen waterstof en evenmin radioactiviteit. Wellicht dat hier de schokgolf stuit op buitenlagen die niet uit waterstof bestaan óf dat er energie wordt onttrokken uit een zeer snel ronddraaiende neutronenster met een sterk magnetisch veld, een voorloper van een magnetar.
  • SLSN-II kennen net als type II wel waterstof. Ook hier dringt vermoedelijk een schokgolf vanuit de kern door de buitenlagen vol waterstof heen, al zal de ster waarin dat gebeurt bij SLSN-II tien keer zo groot zijn als bij een type II supernova. Moet je nagaan: die type II supernovae zijn al gigantische explosies van reuzensterren!

Afijn, de discussie over deze supernovae van de buitencategorie zal nog wel even doorgaan, vooral omdat er ook binnen de gewone supernovae gevalletjes bekend waren die eigenlijk te extreem waren om nog als normaal door te gaan. Er zijn allerlei modellen opgesteld, die proberen die extreme gevallen te verklaren, zoals het model van de pair instability supernovae, die bij de gewone supernovae tot het Ic SN type zou behoren. Ook zijn er modellen, waarbij er geen sprake is van neutronensterren, maar van exploderende quarksterren, waarmee vooral de eigenschappen van SLSN-II zouden worden verklaard. Zodra meer bekend is over de SLSN zal ik m’n tabel met alle bekende soorten supernovae aanpassen, OK? Francis The Mule News + Astrobites.

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.