Astronomen geloven dat supernova-explosies onvermijdelijk zijn voor grote sterren. Een grote ster heeft geen brandstof meer, de zwaartekracht doet zijn kern instorten en BOEM! Maar onderzoekers hebben lang geloofd dat ten minste één type grote ster niet eindigt in een supernova-explosie. Bekend als Wolf-Rayet-sterren, werden ze verondersteld te eindigen in de stille ineenstorting van hun kern in een zwart gat. Maar een nieuwe ontdekking heeft aangetoond dat ze supernova's kunnen worden.
Wolf-Rayet-sterren behoren tot de krachtigste sterren. Hun leven loopt ten einde, maar in plaats van simpelweg hun brandstofvoorraad op te putten en te exploderen, duwen ze hun buitenste lagen naar buiten met een extreem krachtige stellaire wind. Als gevolg hiervan wordt een omringende nevel gevormd, rijk aan geïoniseerd helium, koolstof en stikstof, maar bijna zonder waterstof. De oppervlaktetemperatuur van de overgebleven ster kan meer dan 200 K bedragen, waardoor ze de helderste sterren zijn die we kennen. Omdat het meeste van dit licht zich in het ultraviolette bereik bevindt, zijn ze bijzonder helder voor het blote oog.
Zelfs als de buitenste lagen van een Wolf-Rayet-ster worden weggegooid, is de centrale ster nog steeds veel massiever dan de zon. Daarom kan worden aangenomen dat de transformatie ervan in een supernova slechts een kwestie van tijd is. Het maakt niet uit hoe ver de fusie van het periodiek systeem plaatsvindt, uiteindelijk zal de brandstof opraken, wat leidt tot een supernova die instort. Maar we kunnen de spectra van elementen in een supernova zien, en we hebben nog nooit een spectrum gezien dat overeenkomt met een Wolf-Rayet-ster. Toen de ontdekking van supernova's gemeengoed werd, begonnen sommige astronomen zich af te vragen of sterren van het Wolf-Rayet-type stilletjes aan het sterven waren.
Het idee was dat ze genoeg van de buitenste lagen afschudden dat de resterende kern uiteindelijk gewoon recht in het zwarte gat valt. Dat wil zeggen, er is geen noodzaak voor een gigantische explosie, het is gewoon de stille dood van een massieve ster. De laatste studie suggereert dat tenminste enkele Wolf-Rayet-sterren inderdaad supernova gaan. Een team van onderzoekers bestudeerde het spectrum van een supernova genaamd SN 2019hgp, die werd ontdekt door de Zwicky Transient Facility (ZTF).
Er was helder emissielicht in het supernovaspectrum, wat wijst op de aanwezigheid van koolstof, zuurstof en neon, maar geen waterstof of helium. Bij nader onderzoek van de gegevens ontdekte het team dat deze specifieke emissielijnen rechtstreeks werden veroorzaakt door de elementen van de supernova. In plaats daarvan maakten ze deel uit van een nevel die zich met meer dan 1500 km/s van de ster verwijderde.
Met andere woorden, voordat de supernova plaatsvond, was de voorloperster omgeven door een nevel die rijk is aan koolstof, stikstof en neon, maar zonder de lichtere elementen waterstof en helium. De uitdijing van de nevel zou hebben plaatsgevonden onder invloed van een sterke sterrenwind. Dit past heel goed bij de structuur van een Wolf-Rayet-ster. Zo lijkt SN 2019hgp het eerste voorbeeld te zijn van een Wolf-Rayet-supernova. Sindsdien zijn er andere soortgelijke supernova's ontdekt.
Omdat deze supernova werd geïdentificeerd door de spectra van de omringende nevel, is het niet duidelijk of de explosie een eenvoudige supernova was, of dat het een complexer hybride proces was waarbij de bovenste laag van de ster explodeerde en de kern instortte tot een zwarte gat. Meer waarnemingen zijn nodig om de details te bepalen. Wat wel duidelijk is, is dat in ieder geval sommige sterren van het Wolf-Rayet-type niet stilletjes de nacht ingaan.
Lees ook:
- Wetenschappers hebben eindelijk het oude mysterie opgelost van een supernova die 840 jaar geleden plaatsvond
- Astronomen hebben dezelfde supernova drie keer gespot en voorspellen de vierde verschijning in 2037