De explosie van een ster is een dramatische gebeurtenis, maar de resten die zo’n ster achterlaat kunnen nog dramatischer zijn. Een nieuw beeld dat de James Webb ruimtetelescoop maakte van Cassiopeia A geeft een prachtig voorbeeld. Cassiopeia A ontstond 340 jaar geleden na de explosie van een zware ster en is het jongst bekende overblijfsel van zo’n ster in ons melkwegstelsel. Het nieuwe beeld biedt astronomen een unieke kans om meer te leren over hoe dergelijke supernova’s ontstaan.
Het Groene Monster
De opvallende kleuren op het nieuwe beeld van Cassiopeia A, bevatten een schat aan wetenschappelijke informatie die onderzoekers nog maar net beginnen te ontrafelen. Aan de buitenkant, vooral bovenaan en links, liggen gordijnen van materiaal dat oranje en rood lijkt door de uitstoot van warm stof dat al werd uitgestoten door de ster voor ze ontplofte. Aan de binnenkant liggen gevlekte filamenten van helder roze, bezaaid met klonters. Dit is materiaal van de ster zelf, dat schittert door een mix van verschillende zware elementen, zoals zuurstof, argon en neon, en door de aanwezigheid van warm stof in de supernovarest. Misschien wel het meest opvallend is een groene lus die zich uitstrekt over de rechterkant van de centrale holte. “We hebben dit het ‘Groene Monster’ genoemd, ter ere van Fenway Park in Boston. Als je goed kijkt, zie je dat het is bezaaid met wat lijkt op minibubbels,” zegt Milisavljevic. “De vorm en complexiteit zijn onverwacht en vormen een uitdaging voor ons onderzoek.
Kosmisch stof
Een van de wetenschappelijke vragen die Cassiopeia A kan helpen beantwoorden is: Waar komt kosmisch stof vandaan? Uit waarnemingen is gebleken dat zelfs zeer jonge sterrenstelsels in het vroege heelal vol zitten met enorme hoeveelheden stof. Het is moeilijk om de oorsprong van dit stof te verklaren zonder een beroep te doen op supernova’s, die grote hoeveelheden stof door de ruimte spuwen. Bestaande waarnemingen van supernova’s konden nog geen sluitende verklaring geven voor de hoeveelheid stof die we in die vroege sterrenstelsels zien. Door Cassiopeia A met de James Webb ruimtetelescoop te bestuderen, hopen astronomen een beter zicht te krijgen op de bouwstenen waaruit planeten, maar ook mensen, zijn opgebouwd. Supernova’s zoals die waaruit Cassiopeia A is ontstaan, zijn cruciaal voor het leven zoals wij dat kennen. Ze verspreiden elementen zoals het calcium in onze botten en het ijzer in ons bloed door de interstellaire ruimte, waardoor nieuwe generaties sterren en planeten ontstaan.
“Cassiopeia A is onze beste kans om het puinveld van een geëxplodeerde ster te bekijken en een soort stellaire autopsie uit te voeren om te begrijpen welk type ster er van tevoren was en hoe die ster explodeerde“, aldus Danny Milisavljevic van de Purdue University, West Lafayette, Indiana.
“We proberen momenteel te ontwarren welke mix van zware elementen en stofdeeltjes bijdragen tot het waargenomen beeld“, aldus UGent-onderzoekster Ilse De Looze
Onderzoeksgroep ‘DustOrigin’
In de onderzoeksgroep “DustOrigin” (gefinancierd door een ERC Starting Grant) bestuderen UGent-onderzoekers de eigenschappen van stof in supernovaresten. Door veel verschillende supernovaresten te bestuderen, krijgen ze een realistisch beeld van de hoeveelheid stof die door supernovaresten in onze Melkweg en in andere sterrenstelsels wordt gepompt. De nieuwe beelden van Cassiopeia A bieden een unieke kijk op de stofvorming in verschillende delen van de supernovarest, waardoor onderzoekers de samenstelling en grootte van de stofkorrels in verschillende omstandigheden kunnen nagaan. Daarnaast kunnen de energetische schokgolven van een supernova dit stof ook vernietigen. Twee post-docs (Dr. Florian Kirchschlager en Dr. Nina Sartorio) in het DustOrigin team modelleren deze interacties om in te schatten hoeveel stof deze schokgolf doorgang kan overleven. Met deze informatie gaan ze vervolgens aan de slag om te berekenen hoe groot de bijdrage van supernovastof is tot de totale hoeveelheid stof in zeer jonge sterrenstelsels in het vroege heelal.
Bron: Universiteit van Gent
Het niet gelijkmatig uitdijnen van een een bij explosie? Oorzaak ? Niet alles in die zon was reeds zo ver om in de explosie mee te gaan ?
Ja, supernovae kunnen asymmetrisch verlopen, dat is eerder ook al waargenomen. En de uitdijing van de schokgolf kan op haar beurt ook ongelijkmatig gebeuren, zie één van de gerelateerde Astroblogs onder de blog.