Impressie van een type Ia supernova vóór de explosie. Credit: Adam Makarenko/W. M. Keck Observatory
Supernovae zijn er in verschillende soorten – zie dit overzicht – en één soort is het type Ia supernova, dat zijn witte dwergsterren die door toevoer van materie door een begeleider zwaarder worden dan de Limiet van Chandrasekhar (ca. 1,4 zonsmassa) en dan een thermonucleaire explosie ondergaan. Maar mogelijk dat type Ia supernova SN 2022joj anders was. Hij is namelijk twee keer geëxplodeerd, tenminste dat is wat Estefania Padilla Gonzalez (UC Santa Barbara en het Las Cumbres Observatory) en haar collega’s denken. De supernova werd op 8 mei 2022 ontdekt en spectroscopische waarnemingen lieten toen zien dat het ging om een type Ia supernova. Dat bleek onder andere uit de waarneming van nikkel en kobalt in het spectrum, twee zware elementen die ontstaan ná de supernova (zie de illustratie hieronder).
Credit: The Astrophysical Journal 547 (2): 988. DOI:10.1086/318428., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=308666
Maar de lichtcurve die SN 2022joj bleek toch anders te zijn dan van de ‘gewone’ type Ia SNe. Zo werd het maximum van de supernova gevolgd door een tweede piek. Ook was de witte dwergster in de elf dagen voorafgaand aan z’n explosie sterk rood gekleurd, zo lieten gearchiveerde opnames van de ster zien. Gonzalez en haar team denken daarom dat SN 2022joj een zogeheten ‘double detonation SNe’ was en wel eentje met een dunne heliumschil. Witte dwergen zijn compacte sterren van pakweg een zonsmassa in een bol ter grootte van de aarde. Ze hebben een buitenlaag van waterstof. Soms zijn er witte dwergen die ook nog een dunne laag helium aan de buitenkant bevatten.
De begeleidende ster van de witte dwerg had ook helium in z’n buitenlagen en dat werd door de witte dwerg door z’n aantrekkingskracht ‘afgetapt’. Die helium kan dan exploderen, ook al wordt de Limiet van Chandrasekhar niet overschreden. Het gaat dan ook om een beperkte supernova-explosie, eentje die ze een ‘sub-limineuze’ supernova noemen. Maar dan komt het: door de explosie van het helium in de buitenlagen ontstaat er een schokgolf die zich naar alle kanten uitbreidt en die schokgolf bereikt na korte tijd ook de uit koolstof bestaande kern van de witte dwerg, die dan op haar beurt explodeert. En dat levert de tweede explosie op. De waarnemingen laten zien dat de massa van de witte dwerg die SN 2022joj vormde zo’n 1 zonsmassa was, terwijl de massa van de heliumschil tussen 0,01 en 0,02 zonsmassa was.
Toch zijn er ook weer vragen bij het DD-SNe model van SN 2022joj. Zo trof men in de uitgestoten materie van de supernova geïoniseerd ijzer (Fe II) aan en dat valt met dat model weer moeilijk te verklaren. Verder onderzoek moet daarom uitwijzen wat er nou werkelijk aan de hand was met SN 2022joj.
Meer informatie vind je in het vakartikel van E. Padilla Gonzalez et al, SN 2022joj: A Potential Double Detonation with a Thin Helium shell, arXiv (2023).
Bron: Phys.org.
Speak Your Mind