Op deze manier kunnen astronomen voorspellen wanneer een ster zal ontploffen

Een team astronomen heeft een manier gevonden om te kunnen voorspellen wanneer een ster ontploft in een zogenaamde supernova. Dat is een enorm krachtige explosie, waarbij evenveel energie wordt vrijgegeven als onze zon op tien miljard jaar tijd produceert. 

Wanneer een zeer massieve ster het einde van zijn levenscyclus bereikt, vindt een bijzondere kettingreactie plaats. Een ster produceert normaal gezien energie door kernfusie: door de enorme druk binnen de kern, worden waterstofkernen dusdanig hard samengeperst, dat ze gaan fuseren en heliumkernen vormen. 

Maar eenmaal die primaire brandstof op is, bij massieve sterren althans, worden ook die heliumkernen gefuseerd, waarbij nog zwaardere elementen ontstaan. Nadat ze koolstof, zuurstof, magnesium en silicium vormen – allemaal reacties waarbij energie vrijkomt – wordt uiteindelijk ijzer gevormd.

En dat betekent meteen het einde van de levenscyclus van een massieve ster: fusiereacties die ijzer vormen (en alle andere fusiereacties van zwaardere materialen), nemen immers energie op, in plaats van het vrij te geven. Eenmaal een ster zich in die fase bevindt, duurt het slechts tientallen minuten voordat die zich als het ware binnenstebuiten keert, waarbij een kolossale hoeveelheid energie de ruimte in wordt gekatapulteerd. Dat is in feite wat een supernova is.

Kleinere sterren, waaronder ook onze zon, beschikken niet over genoeg massa om een supernova te vormen. De druk zal er immers nooit groot genoeg zijn om het ijzerstadium te bereiken. 

Moeilijk te voorspellen

Maar hoewel een supernova zeer snel gebeurt, vallen ze moeilijk te voorspellen. Bovendien zijn supernova’s nog altijd relatief zeldzame fenomenen. In de afgelopen 2.000 jaar zouden er in de Melkweg slechts acht zijn waargenomen. Uit metingen blijkt echter dat ze iets vaker zouden voorkomen, namelijk een tot drie keer per eeuw, maar de meeste werden niet door mensen geobserveerd.

Een kanttekening: hoewel supernovae in onze galaxie slechts een paar keer om de 100 jaar voorkomen, zijn er honderden miljarden galaxieën in het universum. Door supernovae in een sterrenstelsel buiten onze kosmische achtertuin te bestuderen, kunnen wetenschappers evengoed veel bijleren.

Maar omdat het nog altijd om een zeldzaam fenomeen gaat, willen wetenschappers manieren vinden om er sneller bij te kunnen zijn, zodat ze supernovae kunnen observeren terwijl ze gebeuren. Sterren die zich bijna aan het einde van hun levenscyclus bevinden, zwellen op tot extreme groottes en worden bovendien een stuk feller. Maar die fase kan miljoenen jaren duren. Hoewel astronomen dus weten dat die sterren ooit een supernova zullen vormen, is het gissen wanneer dat exact zal gebeuren. Of beter gezegd, was het gissen, want nu zou een oplossing zijn gevonden voor het probleem.

Slechts enkele dagen

In een paper die werd gepubliceerd op de preprint databank arXiv door drie wetenschappers uit Engeland en Frankrijk, wordt beschreven hoe een ster kan worden geïdentificeerd, enkele jaren voordat die supernova zal gaan. Zij bestudeerden daarvoor een aantal supernovae van het zogenaamde type II-P, die in tegenstelling tot andere varianten nog lang na de explosie zeer fel blijven.

In feite keken ze naar afbeeldingen van de supernovae, en vergeleken die met afbeeldingen die voor de explosie werden genomen. Daaruit konden zij een belangrijke factor afleiden, die al die sterren gemeen hadden. Zij kwamen immers te weten dat zulke sterren door zeer compacte wolken van materiaal omringd waren. Die wolken zijn eigenlijk wat de nagloed veroorzaakt, en zouden een belangrijke indicator zijn dat een ster op het punt staat te exploderen in een supernova.

Uit verder onderzoek bleek dat die gasophopingen zich relatief snel voor de ontploffing zouden vormen. Daaruit konden de wetenschappers afleiden dat, eenmaal een ster zichzelf omringd met een compacte stofwolk, het slechts een paar jaar duurt voordat die explodeert.

(bg)

Meer
Markten
Mijn Volglijst
Markten
BEL20