2 juli 2022

Hypatiasteen uit Egyptische woestijn bevat wellicht sporen van type Ia supernova

Een 3 gram zwaar stukje van de Hypatia steen. Credit: Romano Serra

‘Forensisch onderzoek’ aan Hypatia, een oude steen die gevonden is in de Egyptische woestijn, laat zien dat de steen mogelijk sporen bevat van een type Ia supernova, een supernova die ontstaat als een witte dwerg door massatoevoer te zwaar wordt en explodeert. De steen is onderzocht door o.a. Jan Kramers, Georgy Belyanin en Hartmut Winkler van de Universiteit van Johannesburg. In 2013 hadden Belyanin en Kramers al gemerkt dat de steen een opmerkelijke scheikundige samenstelling heeft, dat er in de steen ‘cosmic suspects’ zaten, delen met een kosmische oorsprong. Ze hebben de steen nu verder onderzocht en hebben er een geschiedenis van weten te construeren die terugvoert tot het allereerste begin van de zon en de planeten in het zonnestelsel. Het begin van Hypatita start bij een rode reuzenster, wiens kern ineenkrimpt tot een witte dwerg, die omgeven is door een grote wolk van stof. De witte dwerg is niet alleen, maar heeft nog een partner, een gewone ster. Er stroomt materie van de ster naar de dwerg en als die zwaarder wordt dan de Limiet van Chansdrasekhar (1,44 zonsmassa) explodeert de dwerg binnen de stofwolk. Als de explosie is getemperd en de temperatuur is gedaald condenseren de gasatomen van de voormalige dwerg met de stofdeeltjes in de omringende wolk. Dat leidt tot kleine objecten, waarvan er eentje is waar de Hypatiasteen ooit toe heeft behoord.

Grafiek waarin te zien is welke elementen gevonden zin in de Hypatiasteen en de match met de voorspelling van elementen geproduceerd door type Ia supernovae. Credit: Jan Kramers

De wolk waar dat moederobject toe behoorde mixte op een gegeven moment met de wolk waar ons eigen zonnestelsel zou onstaan, pakweg 4,5 miljard jaar geleden. Het moederobject bevond zich in eerste instantie in de ijskoude Oortwolk aan de buitenkant van het zonnestelsel, maar op een gegeven moment kwam het door de zwaartekracht in de binnenste regionen van het zonnestelsel terecht en botste het met de aarde. De hitte van het binnendringen in de atmosfeer van de aarde, gecombineerd met de impact van de inslag in de Grote Zandzee in het zuidwesten van Egypte, creëerde micro-diamanten en verbrijzelde het moedergesteente.

Fragmenten van de Hypatiasteen met ter vergelijking een stukje van een munt. Credit: Jan Kramers

De vondst van de Hypatiasteen (in 1996) en het onderzoek daaraan laat zien dat de steen mogelijk het eerste bewijs levert dat een type Ia supernova invloed heeft gehad op de vorming van het zonnestelsel. Zo vond men in 2018 in Hypatia nikkel fosfide, iets dat in geen enkel ander object in het zonnestelsel is gevonden. Dat leverde de eerste indicatie op dat Hypatia niet afkomstig was uit het zonnestelsel, maar een externe oorzaak had. Verder onderzoek was niet eenvoudig, want voorkomen moesten worden dat ze aardse besmettingen van de steen aanzagen voor kosmische externe sporen. Uiteindelijk slaagden ze erin om in de Hypatiasteen maar liefst 15 elementen te identificeren, die geen aardse oorsprong hebben en die afkomstig lijken te zijn van een type Ia supernova, elementen die qua abundantie (relatieve hoeveelheid) duidelijk verschillen van de samenstelling van objecten uit het zonnestelsel, hoe primitief die ook zijn. Aan de hand van de scheikundige samenstelling konden ze afstrepen wat NIET de bron van Hypatia kon zijn: geen meteoriet, komeet of planetoïde uit het zonnestelsel, geen rode reus, geen type II supernova (een zware ster die explodeert). Het was uiteindelijke de grote hoeveelheid ijzer in Hypatia die uitwees dat de bron van de steen een type Ia supernova moest zijn, eentje die specifiek plaatsvond in een eerder gecreeërde stofwolk. Hier het vakartikel over het onderzoek aan de Hypatiasteen, verschenen in Icarus. Bron: Phys.org.

Comments

  1. Geweldig dit. Ik zou zoiets vrijwel onmogelijk achten als ik dit niet had gelezen. Goede blog!

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: