Hoe we dood zouden gaan als er op de plek van de zon een supernova zou uitbarsten

Dát we met z’n allen op aarde doodgaan áls er op de plek van de zon een supernova zou uitbarsten is 100% zeker – de energie die ons zal doden is een miljard keer heviger dan als er een waterstofbom die tegen je aan zit explodeert. De vraag is alleen wát ons dan precies zal doden, de heftige straling, de schokgolf? De vraag wordt in een blog van de sterrenkundige Ethan Siegel van Starts with a Bang beantwoord en het is niet zo gek dat de vraag deze week is gerezen, want sinds het nieuws dat de rode superreus Betelgeuze in Orion flink in helderheid is afgenomen gonst het van de speculaties dat ‘ie mogelijk kaboem gaat als een type II-P supernova, een ‘core-collaps supernova’. Om die speculatie gelijk maar even de kop in te drukken: het lijkt er volgens de meeste deskundigen NIET op dat Betelgeuze daadwerkelijk binnenkort zal exploderen. Zo’n sterke daling van z’n lichtsterkte is vaker gebeurd en zo’n daling is volgens de modellen géén typisch kenmerk van een aanstaande supernova-explosie.

OK, dan die vraag hoe we dan precies doodgaan áls er op de plek van de zon, 149 miljoen km van ons vandaan (Betelgeuze staat op pakweg 640 lichtjaar, dus don’t worry), een supernova zou exploderen (de zon zal nooit een supernova worden, daar is ‘ie veel te licht voor, dus don’t worry). Als de zware ster (minstens acht zonsmassa) die de supernova veroorzaakt door z’n laatste fase van fusieverbranding in z’n kern aanbeland is, waarbij silicium in ijzer wordt omgezet, ziet ‘ie er uit als een soort ui, met verschillende lagen:

Die kern is dan zo’n drie miljard K heet en de silicium > ijzer verbranding heeft slechts 1 dag (!) geduurd. Dan is ’t ook meteen afgelopen met de ster, want ijzer kan niet fuseren tot nog zwaardere elementen, omdat dat netto meer energie kost dan het oplevert, energie die nodig is om tegendruk te bieden aan de zwaartekracht. De kern van de ster implodeert dan (vermoedelijk tot neutronenster) en de buitenlagen krijgen gedurende tien seconden een energie vanuit de kern aangeleverd van 10^44 Joules en die exploderen dan direct. De energie die dan vrijkomt manifesteert zich op drie manieren: straling (fotonen), de kinetische energie van de buitenlagen, die als een schokgolf expanderen en de neutrino’s. Hamvraag is dan dus: welk van deze drie komt het eerste aan bij de aarde en welk bevat de meeste energie?

Het antwoord: de neutrino’s! Zo’n 99% van alle energie van de supernova wordt door de neutrino’s gedragen en omdat zij het makkelijkst de extreem compacte kern van de ster kunnen verlaten – omdat neutrino’s  niet reageren op de electromagnetische wisselwerking – komen de met de lichtsnelheid reizende neutrino’s eerder bij de aarde aan dan de fotonen. We worden dus eerst door een enorme hoeveelheid neutrino’s bestraald, een hoeveelheid die dodelijk is tot een afstand van 2,4 Astronomische Eenheid van de zon, 360 miljoen km. Je beschermen in een bunker met tien meter dikke muren van lood heeft geen zin, want neutrino’s vliegen daar met gemak doorheen. Na die vloedgolf van neutrino’s, die we niets eens hebben zien aankomen, volgen enkele seconden later de fotonen, gevolgd door de schokgolf van deeltjes. Van de aarde zal dan niets meer over zijn, die is verdampt. Bron: Starts with a Bang.