Site pictogram Astroblogs

Type II supernovae kunnen ook gebruikt worden als kosmologische afstandsindicator

Krabnevel M1, overblijfsel van de supernova van 1054. Credit: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)

De levensloop van (zeer) zware sterren. Zij leveren type II supernovae op. Credit: National Schools Observatory.

Al decennia hanteren sterrenkundigen type Ia supernovae als kosmologische afstandsindicator, als standaard kandelaar om afstanden in het heelal nauwkeurig te bepalen. Ruwweg kunnen we de supernovae in twee soorten indelen [1]Kijk naar dit overzicht voor een totaalplaatje van de typen supernovae. , de type Ia supernovae, dat zijn witte dwergen die door massatoevoer van een begeleider zwaarder worden dan de Limiet van Chandrasekhar (1,4 zonsmassa) en dan een thermonucleaire explosie ondergaan, en de type II supernovae (hierna: SNe), zware sterren die na de laatste fusie in hun kern van ijzer hun buitenlagen wegblazen. Omdat type Ia SNe altijd bij het overschrijden van de Limiet van Chandrasekhar exploderen is hun absolute lichtkracht bij hun piek altijd hetzelfde en dat maakt hun tot betrouwbare afstandsindicatoren (mits rekening gehouden wordt met storende factoren zoals stofwolken tussen de SNe en aarde gelegen). Maar bij type II SNe is die massa wisselend, het kunnen zware sterren (> 8 zonsmassa) zijn, wiens kern na de explosie zal imploderen tot neutronenster, of zeer zware sterren (> 40 zonsmassa), wiens kern tot zwart gat zal imploderen (zie de afbeelding bovenaan).

Credit: Chaisson & McMillan

Maar nu blijken type II SNe toch ook bruikbaar te zijn als afstandsindicator. Hoewel type II SNe de relatie tussen piekhelderheid en afnamesnelheid niet volgen, zoals type Ia supernova’s wel doen, hebben ze een goed gedefinieerde relatie tussen hun helderheid, fotosferische expansiesnelheid en kleur tijdens de plateaufase van hun explosie – dat plateau, dat enkele maanden kan duren, zie je duidelijk op de afbeelding hierboven. Eerder is gebleken dat instrinsiek heldere type II SNe een hogere expansiesnelheid hebben en meer blauwgekleurd zijn dan minder intrinsiek heldere SNe. De fotosferische uitdijingssnelheid is de uitdijingssnelheid van de supernova in de tijd nadat deze is ontploft. Voor de calibratie van de intrinsieke helderheid van type II SNe gebruikten de sterrenkundigen in eerste instantie de kosmische afstandsladder, om de afstand te bepalen van het moederstelsel waarin de SNe plaatsvonden, bijvoorbeeld via Cephëiden die in dat stelsel werden aangetroffen.

De kosmische afstandsladder. Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)

Dat deden ze voor 13 SNe en daarmee kon die intrinsieke helderheid worden bepaald. Vervolgens kon men voor 89 andere type II SNe in verder weg staande stelsels, waarvoor de kosmische ladder niet meer bruikbaar was, de afstand bepalen dankzij hun intrinsieke helderheid. Met deze SNe was men in staat om de Hubble constante H0 te bepalen, de constante waarmee de huidige uitdijingssnelheid van het heelal wordt weergegeven: H0=75,4 +/- 3,8 km/s/Mpc, een waarde die goed overeenkomt met andere metingen aan het huidige heelal (zoals de H0=73,04 +/- 1,04 km/s/Mpc, zoals met type Ia SNe gemeten, maar afwijkend van de H0=67,4 +/- 0,5 km/s/Mpc, zoals door Planck in het vroege heelal gemeten. Ook met de Type II SNe metingen blijft de Hubble spanning dus bestaan. Hier het vakartikel over de metingen aan de type II SNe, te verschijnen in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: Astrobites.

References[+]

References
1 Kijk naar dit overzicht voor een totaalplaatje van de typen supernovae.
Mobiele versie afsluiten