De bijzondere vorm is te herleiden naar stellair getouwtrek dat gedoemd is om op bijzonder explosieve wijze te eindigen.

Variaties in de helderheid van een subdwerg, op zo’n 1500 lichtjaar afstand van de aarde, hebben onderzoekers op het spoor gebracht van een supernova type Ia in wording. En dat is best bijzonder, want er zijn ons tot op heden slechts een handvol sterren bekend waarvan we met zekerheid kunnen zeggen dat ze gedoemd zijn om een dergelijke supernova-explosie door te maken.

Twee dwergen
Op zo’n 1500 lichtjaar van de aarde bevindt zich een zeer heldere subdwerg. Maar data van ruimtetelescoop TESS onthullen dat de helderheid van deze subdwerg aan verandering onderhevig is. En astronomen stellen nu dat de veranderingen in helderheid het resultaat zijn van een serieuze vervorming van de ster. De subdwerg zou de vorm van een druppel hebben aangenomen. En dat hint weer op de aanwezigheid van een tweede ster die we – doordat de subdwerg zo ontzettend helder is – niet kunnen zien.

Modellen en metingen met meerdere instrumenten onderschrijven die theorie, zo stellen onderzoekers in het blad Nature Astronomy. De subdwerg is in het gezelschap van een witte dwerg, die ongeveer net zo zwaar is als onze zon, maar ietsje kleiner is dan onze aarde. De witte dwerg trekt de subdwerg – die ongeveer 0,6 zonsmassa’s zwaar is – uit zijn fatsoen. En het dubbelstersysteem stevent af op een supernova type Ia-explosie.

Supernova type Ia
Een supernova type Ia ontstaat in dubbelstersystemen die minstens één witte dwerg (eigenlijk niets anders dan een dode ster) herbergen. Zo’n witte dwerg is door zijn brandstof heen, niet langer in staat tot kernfusie en daardoor ineengestort. Het resultaat is een kleine ster met een extreme dichtheid. Het klinkt misschien alsof we van die witte dwerg niet veel meer gaan horen, maar het tegendeel is waar. In een dubbelstersysteem kan zo’n witte dwerg namelijk zomaar op explosieve wijze als het ware nog een tweede keer sterven. En dat noemen we een supernova type Ia-explosie. Aangenomen wordt, dat zo’n explosie ontstaat doordat de witte dwerg materie van zijn metgezel naar zich toetrekt. Hierdoor begint de massa van de witte dwerg toe te nemen. Maar dat kan niet eindeloos doorgaan; zodra de witte dwerg 1,44 zonsmassa’s zwaar is, ontstaat een supernova-explosie. Maar er is nog een andere manier waarop zo’n witte dwerg in een dubbelstersysteem kan exploderen. Namelijk door samen te smelten met zijn metgezel en zo in één klap de limiet van 1,44 zonsmassa’s te overschrijden.

Explosie
Het laatste scenario lijkt van toepassing te zijn op de witte dwerg en subdwerg in het dubbelstersysteem dat onderzoeker nu hebben ontdekt. De twee sterren bewegen al dichter naar elkaar toe. Gezien de vorm van de subdwerg neemt de witte dwerg momenteel ook al materie van zijn metgezel tot zich, maar de explosie zal uiteindelijk plaatsvinden doordat de twee sterren – met een gezamenlijke massa die nipt groter is dan 1,44 zonsmassa’s – samensmelten, zo voorspellen de onderzoekers. Die explosie laat echter nog zo’n 70 miljoen jaar op zich laten wachten. En in die periode zou de subdwerg eerst ook nog transformeren tot witte dwerg.

Standaardkaars
Meer inzicht in hoe supernovae ontstaan, is heel belangrijk. Supernovae type Ia worden namelijk door onderzoekers gebruikt als ‘standaardkaarsen’. Omdat hun helderheid altijd even groot is, kunnen we uit hun schijnbare helderheid – oftewel hoe helder ze vanaf de aarde lijken – afleiden hoever de supernovae en sterrenstelsels waar ze deel van uitmaken van ons verwijderd zijn. En aan de hand van die afstanden kunnen we weer uitspraken doen over de snelheid waarmee het universum uitdijt. Er is echter één probleem: op standaardkaarsen gebaseerde berekeningen van de snelheid waarmee het universum uitdijt, geven andere resultaten dan alternatieve methoden om deze snelheid te bepalen. “Hoe meer we weten over hoe supernovae tot stand komen, hoe beter we ook gaan begrijpen of deze discrepantie het resultaat is van ons onbekende natuurkunde of simpelweg ontstaat doordat we de onzekerheden in de (op basis van de standaardkaarsen berekende, red.) afstanden onderschatten,” stelt onderzoeker Ingrid Pelisoli.

Daarnaast zitten onderzoekers nog met een tweede discrepantie in de maag: we zien veel meer supernovae dan voorlopers daarvan. “We kunnen door te kijken naar andere sterrenstelsels of via onze kennis van stellaire evolutie wel inschatten hoeveel supernovae er in ons sterrenstelsel zullen ontstaan. Maar als we vervolgens gaan zoeken naar objecten die supernovae kunnen gaan, dan zien we er niet genoeg,” vertelt Pelisoli. “Deze ontdekking was nuttig om een inschatting te kunnen maken van wat een dubbelstersystemen bestaande uit hete subdwergen en witte dwergen kunnen bijdragen. Het lijkt niet veel te zijn.” En daarmee houdt deze discrepantie ondanks het harde werk van de onderzoekers dus voorlopig nog even stand.