Een bijzondere vondst. Want het gaat om een potentieel belangrijk lid van de supernova-familie.

Een supernova is het verschijnsel waarbij een ster op spectaculaire wijze explodeert. De uitbarsting is herkenbaar aan de enorme hoeveelheid licht die hierbij kortdurend wordt uitgestraald. Supernovae heb je in verschillende soorten en maten (zie kader). En nu zijn onderzoekers in een nieuwe studie mogelijk voor het eerst op een heuse ‘Type Iax supernova’ in onze Melkweg gestuit.

Typen supernovae
Supernovae kunnen op twee manieren ontstaan. Zo kan er een een supernova voorkomen 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.

Astronomen zijn al enige tijd op de hoogte van een bijzonder object nabij Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Met behulp van NASA’s Chandra X-ray Observatory classificeerden onderzoekers dit intrigerende object eerder al als een supernova-overblijfsel en noemden ‘m Sgr A East. Vervolgwaarnemingen geven nu nog meer duidelijkheid over het object. “Dit supernova-overblijfsel bevindt zich op de achtergrond van veel Chandra-beelden van het superzware zwarte gat die in de afgelopen 20 jaar genomen zijn,” vertelt onderzoeker Zhiyuan Li. “We hebben nu misschien eindelijk ontdekt wat dit object is en hoe deze is ontstaan.”


Supernova-restant Sgr A East naast Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Afbeelding: NASA/CXC/Nanjing Univ./P. Zhou et al. Radio: NSF/NRAO/VLA

Volgens de astronomen is Sgr A East voortgekomen uit een explosie van een witte dwerg. Deze ontstaat wanneer een ster zoals onze zon instort. Wanneer een witte dwerg teveel materiaal van een begeleidende ster steelt of samensmelt met een andere witte dwerg, wordt hij vernietigend, vergezeld met een verbluffende lichtflits. Dit noemen onderzoekers Type Ia supernovae. Deze supernovae spelen een cruciale rol in ons begrip over het universum. De supernova van type Ia is namelijk de helderste soort supernova: hij straalt meer dan een miljard keer meer energie uit dan onze zon. Hierdoor kunnen ze over grote afstanden worden gezien. Bovendien stoten ze bij hun gewelddadige ontploffingen veel elementen uit waar vervolgens nieuwe sterren en sterrenstelsels uit voortkomen.

Broertje
Gegevens van Chandra verschaffen nu nog meer inzicht in Sgr A East. Want astronomen hebben ontdekt dat Sgr A East niet een gewone Type Ia supernova is. Waarschijnlijk gaat het om een broertje van dit soort explosies. Sgr A East lijkt te behoren tot een speciale groep supernovae die verschillende relatieve hoeveelheden elementen produceren dan de traditionele Type Ia supernovae. Bovendien kennen ze minder krachtige explosies. Dit kleine broertje van Type Ia supernovae wordt Type Iax supernova genoemd. En dat is een potentieel belangrijk lid van de supernova-familie.

Melkweg
De vondst van een heuse Type Iax supernova in onze eigen Melkweg is bijzonder. Dit is namelijk de eerste keer dat astronomen dit type supernova in onze Melkweg aantreffen. “Hoewel Type Iax supernovae in andere sterrenstelsels zijn gevonden, hebben we ze tot nu toe nog niet in onze eigen Melkweg gespot,” zegt onderzoeker Ping Zhou. “Deze ontdekking is belangrijk om grip te krijgen op de talloze manieren waarop witte dwergen kunnen exploderen.”


Elementen
Bij een explosie van een witte dwerg, verrijkt de witte dwerg zijn omgeving met zware elementen, zoals nikkel, ijzer en chroom. De explosies van witte dwergen zijn de belangrijkste bronnen in het universum van deze elementen. De enige plaats waarvan wetenschappers weten dat deze elementen kunnen worden gemaakt, is in de nucleaire oven van sterren of wanneer ze exploderen. De studie laat dan ook de diversiteit aan soorten en oorzaken van explosies van witte dwergen zien en de verschillende manieren waarop ze deze essentiële elementen fabriceren.

Hoe Type Iax supernova-explosies ontstaan? Daar debatteren astronomen nog steeds lustig op los. De heersende theorie luidt echter dat het gaat om thermonucleaire reacties die veel langzamer door de ster bewegen dan bij Type Ia supernovae. Dit relatief langzame verloop leidt tot zwakkere explosies en dus tot verschillende hoeveelheden elementen die bij de explosie worden geproduceerd. Het is ook mogelijk dat een deel van de witte dwerg op de een of andere manier het geweld weet te overleven.

De vondst van een een mogelijke Type Iax supernova in onze Melkweg is dus best bijzonder. Toch valt er nog veel meer over Sgr A East te leren. In de Melkweg zijn er drie bevestigde Type Ia supernovaresten gevonden en twee kandidaten die jonger zijn dan 2000 jaar. Dit komt overeen met de leeftijd waarop de resten nog relatief helder zijn voordat ze later vervagen. Als Sgr A East jonger is dan 2000 jaar en het resultaat is van een Type Iax-supernova, suggereert deze studie dat ons melkwegstelsel op één lijn ligt met het relatieve aantal Type Iax-supernovae dat in andere melkwegstelsels wordt gezien. Vervolgonderzoek zal dat moeten uitwijzen.