Er blijkt een – voor ons – gloednieuw type supernova aan ten grondslag te liggen, waarvan het bestaan allang vermoed werd, maar nu ook bewezen kan worden.

In 1054 ontplofte een ster aan de nachthemel. Uit Chinese geschriften blijkt dat deze supernova zo helder was, dat het restant van de ster 23 dagen lang midden op de dag nog met het blote oog zichtbaar was en bijna twee jaar aan de nachtelijke hemel pronkte. Het resulterende overblijfsel – de Krabnevel – is tot in detail bestudeerd. En nu is het onderzoekers eindelijk gelukt om deze middeleeuwse explosie in de ruimte te verklaren.

Supernova’s
Tot voor kort dachten wetenschappers dat supernova’s op twee manieren kunnen ontstaan. Zo kan er een supernova voorkomen wanneer witte dwergen in dubbelstersystemen exploderen (type Ia). Daarnaast komen typen II, Ib en Ic voor wanneer zware 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.

Nieuw type
Maar nu hebben onderzoekers bewijs gevonden voor een derde type supernova. In 1980 voorspelde wetenschappers een dergelijk derde type al en noemde het een ‘elektronenvangst-supernova’. Wat er in zo’n geval gebeurt? Bij de meeste sterren zorgt de energie die in de centrale kern wordt geproduceerd ervoor dat ze niet onder hun eigen zwaartekracht instorten. Maar bij een elektronenvangst-supernova kan dat wel gebeuren. Het betekent dat bij sommige zware sterren er bepaalde processen plaatsvinden in de kern waarbij elektronen als het ware ‘opgegeten’ worden. Dit zorgt er vervolgens voor dat de kern van de ster bezwijkt onder zijn eigen gewicht en instort.

De elektronenvangst-supernova. Wanneer de kern dicht genoeg wordt, beginnen neon en magnesium elektronen ‘op te eten’. Hierdoor zakt de druk in de kern, en ontstaat er een supernova-explosie. Afbeelding: S. Wilkinson; Las Cumbres Observatory

Wetenschappers kwamen dit derde type supernova op het spoor toen ze Supernova 2018zd bestudeerden. Deze supernova verscheen in maart 2018 aan de hemel en bleek over veel ongewone kenmerken te beschikken. De supernova bevond zich relatief dicht bij de aarde, op een afstand van ongeveer 31 miljoen lichtjaar in het sterrenstelsel NGC2146. En dat maakte het een stukje gemakkelijker om deze raadselachtige supernova grondig te bestuderen.

Supernova 2018zd is te zien als de grote witte stip aan de rechterkant. Links zien we het sterrenstelsel NGC 2146. Afbeelding: NASA/STSCI/J. Depasquale; Las Cumbres Observatory

Het team verzamelde twee jaar lang gegevens. En uiteindelijk rolde daar een interessante conclusie uit. “We konden bevestigen dat SN 2018zd onze beste kandidaat is voor een elektronenvangst-​​supernova,” aldus Stefano Valenti.

Middeleeuwse supernova
De onderzoekers ontdekten dat alle opmerkelijke eigenschappen van Supernova 2018zd verklaard konden worden door het voorspelde derde type supernova. En deze nieuwe ontdekking werpt ook nieuw licht op misschien wel de beroemdste supernova uit de geschiedenis. Hoewel astronomen al wel langer vermoedden dat de middeleeuwse supernova een elektronenvangst-supernova was, kon dit niet met zekerheid gesteld worden. En dat is ook niet zo gek, aangezien deze sterexplosie bijna duizend jaar geleden werd waargenomen. De nieuwe bevindingen zetten de aanname echter kracht bij dat er inderdaad een gloednieuw type supernova aan de middeleeuwse sterexplosie die tot de Krabnevel leidde, ten grondslag ligt.

Met deze ontdekking krijgen astronomen een steeds beter begrip van de levenscycli van sterren. “Eén van de belangrijkste vragen in de astronomie is de vraag hoe sterren evolueren en sterven,” zegt Valenti. “Er missen nog veel schakels, dus onze ontdekking is heel spannend.” De onderzoekers zijn erg blij dat er nu eindelijk echt bewijs is gevonden voor een elektronenvangst-supernova. “Er werd al lang voorspeld dat ze bestonden en dat er bovendien een verband was met de Krabnevel,” zegt onderzoeker Ken’ichi Nomoto. “Onze studie is een prachtig voorbeeld van de combinatie tussen waarnemingen en theorie.”