20 juni 2024

Voor het eerst radiostraling waargenomen van een type Ia supernova, een geëxplodeerde witte dwerg

Impressie van een witte dwerg die massa aantrekt van een nabije gewone ster. Credit: Adam Makarenko/W. M. Keck Observatory,

Onze zon zal ooit eindigen als een witte dwerg, een object zo groot als de aarde met de massa van de zon, en zal zo nog miljarden jaren van z’n kosmische pensioen genieten. Gelukkig heeft de zon geen andere ster als partner, want dan zou het anders kunnen lopen, dan zou de zon áls ‘ie witte dwerg is, door massatoevoer van die partner te zwaar kunnen worden en dan een thermonucleaire explosie ondergaan, een type Ia supernova zoals sterrenkundigen het zeggen. Het klinkt vreemd, maar nooit eerder heeft men van zo’n type supernova radiostraling kunnen detecteren (wel van het restant wat nadien overblijft). Tot nu, want recent is men er voor het eerst in geslaagd om radiostraling waar te nemen van een type Ia supernova, eentje die plaatsvond in een sterrenstelsel 400 miljoen lichtjaar hier vandaan. En dat werpt meteen een ander beeld op die partner van de witte dwerg. Want als die partner een gewone ster is, eentje zoals de zon, dan is de verwachting dat die toevoer van materie schoksgewijs gaat, dat er met brokken materie naar de witte dwerg toevalt en dat de omgeving vervuild raakt met wolken gas en stof. Juist dan zou je bij een supernova ook radiostraling verwachten, als de schokgolf tegen die wolken botst. Maar niet dus, géén radiostraling te zien.

De oudste sterren in de Melkweg, witte dwergen, gefotografeerd met Hubble. Credit: NASA and H. Richer (University of British Columbia)

Vandaar dat men nu denkt dat het bij een type Ia supernova gaat om twee witte dwergen die tegen elkaar botsen, en niet om een witte dwerg die door massatoevoer van een nabije ster te zwaar wordt. Zo’n botsing van een paar witte dwergen is ‘schoon’, dat levert geen wolken in de omgeving op waar later tegenaan gebotst kan worden. Maar waarom zagen ze van SN 2020eyj dan wel radiostraling? Die werd op 23 maart 2020 voor het eerst ontdekt en wel met een telescoop op Hawaï. De eerste zeven weken gedroeg de supernova als een echte type Ia supernova, dus zonder radiostraling en geleidelijk in helderheid afnemend. Maar de vijf maanden daarna ging ‘ie zich anders gedragen: de afname van de lichtsterkte stopte en in zijn spectrum was te zien dat hij veel helium bevatte. Dit alles deed vermoeden dat SN 2020eyj een zeldzame variant is van de type Ia supernova, eentje waarbij niet twee witte dwergen botsen, maar er toch een gewone heliumrijke ster in de nabijheid van de witte dwerg staat. Dat heeft voor een vervuilde omgeving gezorgd, waar de schokgolven na zeven weken arriveerden en daar toen met een snelheid van 10.000 km/s tegenaan denderden. En dat zorgde toen voor radiostraling.

Er is wel een belangrijke implicatie als type Ia supernovae in meerderheid twee botsende witte dwergen zijn en slechts een klein deel een witte dwerg en een nabije gewone ster. Type Ia supernovae worden namelijk gebruikt als betrouwbare afstandsindicator, om afstanden in het heelal nauwkeurig te kunnen schatten. In het model van de witte dwerg die een ster als nabije partner heeft klopt dat: de witte dwerg gaat kaboem als ‘ie zwaarder wordt dan de Limiet van Chandrasekhar (1,4 zonsmassa) en dat levert een maximale piek van de lichtsterkte op die altijd gelijk is. Maar als type Ia supernova botsende witte dwergen zijn kan de massa verschillen, de massa van een witte dwerg varieert tussen de 0,17 en 1,33 zonmassa, zo laten waarnemingen zien. En dat maakt de meeste type Ia supernova dus minder betrouwbaar als afstandsindicator.

Hier is het vakartikel over de supernova 2020eyj, verschenen in Nature. Bron: Phys.org.

Share

Comments

  1. Robert Heijd zegt

    Ik heb dit artikel nu al 5 keer gelezen en ik vraag me nu het volgende af:

    Als sn1a 2 witte dwergen zouden zijn, dan moet een sn met 1 wd met een ‘normale’ ster minstens net zo vaak voorkomen, omdat deze supernova dan altijd zal onstaan uit een al bestaand binair systeem. Sterker nog, 2 witte dwergen zouden dan waarshcijnlijk alleen ontstaan zijn uit een eerdere ‘vervuilde’ 1a supernova. Waar komt anders die 2e witte dwerg vandaan? Ook dan had de radiostraling veel vaker opgemerkt moeten zijn onderhand?

    Wat ik me ook afvraag is, wanneer is het een supernova, en wanneer is het een restant? En uit een restant is radiostraling dan weer doodgewoon?

    Het zou misschien kunnen dat de radiostraling niet geproduceerd wordt omdat de begeleidende zware ster zo dicht op de supernova 1a explosie staat (ze moeten immers een Roche-lob vormen)?

    Ook is de samenstelling en temperatuur in elk geval van het oppervlak van elke witte dwerg weer anders, aan de hand van de spectra. Wellicht dat dit ook een factor is voor het al dan niet ontstaan van radiostraling.

Speak Your Mind

*