Astronomen hebben bewijs gevonden dat ook een stellaire botsing tot een supernova-explosie kan leiden.

Een supernova is het verschijnsel waarbij een ster op spectaculaire wijze explodeert. De uitbarsting is herkenbaar aan de enorme hoeveelheid licht die hierbij wordt uitgestraald. Op dit moment zijn er al enkele manieren waarop supernova’s het levenslicht zien, bekend (zie kader). Maar daar kunnen we er nu nog één manier aan toevoegen, zo bewijzen onderzoekers in een nieuwe studie.

Typen supernovae
Een supernova kan ontstaan wanneer witte dwergen in dubbelstersystemen exploderen (type Ia). Daarnaast komen typen II, Ib en Ic voor wanneer massieve sterren aan het einde van hun leven zijn gekomen en vervolgens neutronensterren of zwarte gaten vormen. Typen Ib en Ic verschillen van type II doordat hun voorlopers materiaal dat rond hun centrale kern zit verliest, net voordat ze exploderen. Type Ib en Ic verschillen enigszins in chemische samenstelling van elkaar.

Met behulp van gegevens van de Very Large Array Sky Survey (VLASS) hebben onderzoekers voor het eerst bewijs gevonden voor een theoretisch beschreven supernova die nog niet eerder in het echte heelal was gespot. “Theoretici hadden voorspeld dat het zou kunnen gebeuren, maar dit is de eerste keer dat we een dergelijke gebeurtenis daadwerkelijk hebben gezien,” aldus onderzoeker Dillon Dong.

Hoe het begon
De eerste aanwijzing kwam toen onderzoekers beelden van VLASS onderzochten en een object vonden dat heldere radiogolven uitstraalde. Vervolgwaarnemingen van dit object – aangeduid als VT 1210+4956 – wezen uit dat de heldere radiostraling afkomstig was uit een stervormend sterrenstelsel, op zo’n 480 miljoen lichtjaar afstand. Later ontdekten ze dat een instrument aan boord van het internationale ruimtestation in 2014 tevens een uitbarsting van röntgenstralen van dit object had gedetecteerd.

Dubbelster
Dankzij de verzamelde gegevens van al deze waarnemingen konden de astronomen het meest waarschijnlijke scenario schetsen. Zo vermoeden ze dat het hier gaat om de fascinerende geschiedenis van een eeuwenlange dodendans tussen twee massieve sterren. Zoals de meeste sterren die veel massiever zijn dan onze zon, werden ook deze twee geboren als een binair paar, die in een nauwe baan rond elkaar cirkelden. De ene was iets massiever dan de ander en evolueerde tevens sneller, waarbij de energie in het centrum van de ster door kernfusie werd opgewekt. Uiteindelijk explodeerde deze ster als supernova, waarbij een zwart gat of een neutronenster achterbleef.

Dodendans
Het zwarte gat of de neutronenster bewoog zich vervolgens gestaag dichter naar zijn metgezel. En ongeveer 300 jaar geleden, toen ie de atmosfeer van zijn stellaire zusje binnendrong, begon de dodendans pas echt. Het zwarte gat of de neutronenster vond zijn weg helemaal naar de kern van de begeleidende ster, waardoor de kernfusie aldaar bruut werd verstoord. Toen de kern instortte, vormde deze kortstondig een schijf van materiaal die dicht om de indringer cirkelde en stuwde razendsnel een straal materiaal weg. “Deze jet produceerde de röntgenstralen die werden gezien door het MAXI-instrument aan boord van het internationale ruimtestation,” aldus Dong.

Artistieke impressie van de supernova-explosie, veroorzaakt door een stellaire botsing. Afbeelding: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Doordat het overblijfsel van de ene ster op zijn stellaire zusje botste, explodeerde deze vervolgens ook als supernova. “Dit stellaire zusje zou uiteindelijk ook zijn geëxplodeerd, maar de fusie versnelde het proces,” legt Dong uit. Het betekent dat astronomen nu voor het eerst bewijs hebben gevonden dat ook een stellaire botsing tot een supernova-explosie kan leiden.

De onderzoekers zijn erg verrast door deze bijzondere ontdekking. “De sleutel tot de ontdekking was VLASS,” benadrukt onderzoeker Gregg Hallinan. Hoewel één van zijn doelstellingen is om voorbijgaande objecten – zoals supernova-explosies – aan het licht te brengen, was deze supernova, veroorzaakt door een sterfusie, echt een grote verrassing. “Van alle dingen die we dachten te ontdekken met VLASS, hadden we dit niet voor mogelijk gehouden,” besluit Hallinan.