De explosie vond relatief kort na de oerknal plaats en blijkt een voor ons compleet nieuw fenomeen te zijn: de magneto-roterende hypernova.

De ster SMSS J200322.54-114203.3 is een beetje een vreemde eend in de bijt. De ster is zo’n 13 miljard jaar oud en stamt daarmee uit een tijd waarin de meeste sterren voornamelijk uit waterstof en helium bestonden. Maar SMSS J200322.54-114203.3 is anders. De ster blijkt – in vergelijking met sterren van dezelfde leeftijd – meer zink, uranium, europium en mogelijk zelfs goud te herbergen.

Zware elementen
En daarmee wijst de mysterieuze ster op het bestaan van ons tot voor kort onbekend type explosie, zo schrijven onderzoekers in het blad Nature. De explosie zou het einde van een snel ronddraaiende en zeer magnetische ster in hebben geluid. En daarbij ontstonden zware elementen die de iets jongere ster SMSS J200322.54-114203.3 tijdens zijn totstandkoming in zich opnam.

Zware explosie
De explosie die vrij kort na de oerknal een einde maakte aan het bestaan van de snel draaiende en zeer magnetische ster moet heel zwaar zijn geweest. Onderzoekers schatten dat bij de explosie tien keer meer energie vrijkwam dan tijdens een supernova. Daarmee kan de explosie tot de zogenoemde hypernovae worden gerekend.

Nieuwe hypernova
Hypernovae zijn op zichzelf geen nieuw verschijnsel; dergelijke zware explosies werden in de jaren negentig van de vorige eeuw al ontdekt. Maar de hypernova die SMSS J200322.54-114203.3 aan zwaardere elementen hielp, onderscheidt zich van alle ons bekende hypernova-explosies. Het is namelijk de eerste hypernova die ontstond door het ineenstorten van een snel draaiende én zeer magnetische ster. Het is die combinatie van eigenschappen die onderzoekers inspireerde om dit nieuwe type hypernova aan te duiden als magneto-rotational hypernova. “Wij hebben berekend dat 13 miljard jaar geleden SMSS J200322.54-114203.3 ontstond uit een chemische soep die de resten van dit type hypernova bevatte,” stelt onderzoeker David Yong. “Niemand heeft dit fenomeen eerder gezien.”

In het jonge universum
En het was dus de ster SMSS J200322.54-114203.3 die onderzoekers op het spoor van dit type hypernovae bracht. De ster ontstond in een tijd waarin alle sterren eigenlijk voornamelijk uit de lichtste elementen bestonden. Dat is goed te verklaren; zware elementen waren er niet voorhanden. Die ontstonden pas later, toen de eerste sterren explodeerden. Daarbij kwamen de zware elementen die de sterren hun leven lang in hun binnenste hadden gesmeed, maar ook zware elementen die tijdens de explosie het levenslicht zagen, vrij. Bovendien werden zo neutronensterren voortgebracht die – wanneer ze elkaar ontmoetten en fuseerden – zware elementen zoals goud konden produceren. De volgende generatie sterren kon die zware elementen vervolgens weer in zich opnemen.

In de afgelopen jaren hebben onderzoekers een vrij goed beeld gekregen van de snelheid waarmee de eerste sterren stierven en de hoeveelheid zware elementen die zij al stervende of later als neutronensterren voortbrachten. En dan moet er toch geconcludeerd worden dat SMSS J200322.54-114203.3 meer zware elementen bevat dan die eerste sterren konden produceren. En zo kwamen onderzoekers tot de conclusie dat er nóg een manier moest zijn waarop zware elementen vrij kort na de oerknal werden voortgebracht. “Er was een ander soort hypernova dat alle stabiele elementen in het periodiek systeem tegelijkertijd produceerde: een explosie van een snel draaiende, zeer magnetische zware ster,” aldus onderzoeker Chiaki Kobayashi. “Alleen zo kunnen we de resultaten verklaren.” Het is een belangrijke ontdekking, zo stelt onderzoeker Lisa Kewley. “Het onthult een nieuwe manier waarop zware elementen in het jonge universum gevormd werden.”