Voor het eerst hebben wetenschappers de vroege vorm van een supernova-explosie in kaart gebracht, waaruit blijkt dat deze sterfgevallen niet de symmetrische gebeurtenissen zijn die eerder werden aangenomen. De ontdekking, mogelijk gemaakt door snelle waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) in Chili, daagt bestaande modellen uit over hoe massieve sterren sterven en biedt belangrijke inzichten in de fysica van deze cataclysmische gebeurtenissen.
Initiële detectie en snelle reactie
Op 10 april 2024 detecteerde het Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) het eerste licht van een supernova: de explosie van een ster met een massa van twaalf tot vijftien keer de massa van onze zon. Binnen 26 uur richtten astronomen de VLT op de gebeurtenis, genaamd SN 2024ggi, die zich op ongeveer 22 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenstelsel NGC 3621 bevindt. Deze snelheid was cruciaal; de oorspronkelijke vorm van de explosie zou binnen een dag onzichtbaar zijn geworden doordat de schokgolf in wisselwerking stond met omringend gas.
De onverwachte vorm
Uit de gegevens verkregen met behulp van een techniek genaamd spectropolarimetrie bleek dat de initiële schokgolf niet bolvormig was. In plaats daarvan werd het langs één as uitgerekt en leek het op een olijf. Dit betekent dat de energie niet in alle richtingen gelijkmatig vrijkomt, wat in tegenspraak is met het conventionele begrip van het instorten van sterren.
Deze bevinding is significant omdat het impliceert dat er een richtingsmechanisme in het spel is tijdens de explosie, iets waar eerdere modellen geen rekening mee hielden. De vroege asymmetrie suggereert dat de fysica die supernova-uitbarstingen regelt complexer is dan eerder werd gedacht.
Hoe sterrendood werkt: een korte uitleg
Zware sterren behouden hun vorm door een voortdurende strijd tussen de naar binnen trekkende zwaartekracht en de naar buiten gerichte druk van kernfusie. Wanneer de fusie stopt, wint de zwaartekracht, waardoor de ster instort. Deze ineenstorting veroorzaakt een schokgolf die de ster uit elkaar scheurt, waardoor enorme energie vrijkomt.
Traditioneel geloofden astronomen dat deze schokgolf zich bolvormig zou uitbreiden. SN 2024ggi laat echter zien dat de aanvankelijke uitbraak niet uniform was, wat wijst op een afwijking in de richting van de explosie. Zelfs tien dagen later stonden de waterstofrijke buitenste lagen van de ster op één lijn met dezelfde as, wat bewijst dat de richtingsvorm niet slechts een vroege anomalie was.
Implicaties voor Supernova-modellen
Het FORS2-instrument van de VLT, uniek gepositioneerd op het zuidelijk halfrond om deze meting uit te voeren, leverde cruciale gegevens op. De waarnemingen hebben al een aantal bestaande supernovamodellen uitgesloten, terwijl ze andere ondersteunen, waardoor wetenschappers een beter inzicht krijgen in hoe deze explosies plaatsvinden.
“Dit is een fundamentele vraag in de astrofysica: hoe beëindigen massieve sterren hun leven? Deze ontdekking zorgt voor een nieuwe beperking van modellen en zou kunnen leiden tot een beter begrip van de processen die het universum vormgeven.”
De studie, gepubliceerd in Science Advances op 12 november 2024, markeert een keerpunt in het supernovaonderzoek. Door voor het eerst de oorspronkelijke vorm van een supernova vast te leggen, hebben astronomen een nieuw venster geopend op de gewelddadige dood van sterren en de onderliggende fysica die hen drijft. Deze doorbraak zal ongetwijfeld ons begrip van hoe zware elementen worden gecreëerd en verspreid door de kosmos, opnieuw vormgeven.
