23 juli 2024

Aanwijzingen gevonden voor een nabije kilonova die 3,5 miljoen jaar geleden explodeerde

Credit: University of Warwick / Mark Garlick

Door metingen te doen aan isotopen gevonden op de bodem van de oceaan zijn drie sterrenkundigen van de Universiteit van Trento in Italië er in geslaagd om aanwijzingen te vinden dat er 3,5 miljoen jaar geleden in de buurt van het zonnestelsel een kilonova moet hebben plaatsgevonden. Kilonovae zijn explosies die kleiner zijn dan supernovae en die ontstaan door de botsing en samensmelting van neutronensterren. Zo’n kilonova is al eens waargenomen en wel door een mix van zwaartekrachtgolven en elektromagnetische straling die er van te zien was – dat was GW170817. Leonardo Chiesa en zijn twee collegae vonden twee isotopen op de zeebodem, te weten Fe-60 en Pu-244. Ze kwamen voor in sedimenten die tussen de 3 en 4 miljoen jaar oud zijn. Fe-60 wordt gevormd in gewone supernovae, maar Pu-244 (een isotoop van plutonium) ontstaat alleen in bijzondere gevallen, zoals bij kilonovae of bij samensmeltingen van neutronensterren met een ander object. Eerder had men berekend dat de gevonden verhouding tussen Fe-60 en Pu-244 niet ontstaan kan zijn door een enkele botsing en samensmelting van twee neutronensterren, maar nieuw onderzoek door Chiesa et al laat zien dat met een specifieke uitstoot van materiaal door de botsing als een bepaalde hoek waaronder deze botsing plaatsvond die verhouding wel degelijk mogelijk is.

De halfwaardetijd van Pu-244 is 81 miljoen jaar – da’s de tijd waarna van een oorspronkelijke hoeveelheid stof nog precies de helft over is. Van Fe-60 is dan 1,5 miljoen jaar. Door de verhouding te meten van Pu-244 en Fe-60 én de ouderdom te meten van het sediment kon men bepalen dat de isotopen toch afkomstig zijn van een kilonova. Andere mogelijkheden voor de bron, zoals een magneto-rotationele supernova of een ‘collapsar’ kon men uitsluiten. De kilonova moet door de explosie elementen hebben uitgestoten en door een bombardement door neutrino’s van dat uitgestoten materiaal kon de juiste hoeveelheid Pu-244 worden gevormd, zoals gevonden in de oceranische sedimenten. Andere voorwaarde was dat de kilonova enigszins scheef moest hebben gestaan ten opzichte van de aarde – de verhouding was alleen logisch als de ‘wind’ van de kilonova de midden- tot hoge breedtegraden van onze planeet trof. Vervolgens ging men na hoe ver de kilonova moet hebben gestaan, rekening houdend met de hoeveelheid gevonden isotopen en de geschatte sterkte van de wind. Men kwam uit op een afstand van 500 tot 600 lichtjaar, voor sterrenkundigen is dat in de achtertuin van het zonnestelsel.

Meer informatie over de kilonova in de buurt van de aarde vind je in het artikel van  Leonardo Chiesa et al, Did a kilonova set off in our Galactic backyard 3.5 Myr ago?arXiv (2023).

Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*