supernova

Sterrenstelsels zien er vaak stoffig en duister uit. Onderzoekers vermoeden dat dat stof afkomstig is van supernova-explosies. Nieuwe waarnemingen van de ALMA-telescoop lijken dat te onderschrijven: de telescoop ontdekte in het restant van een recente supernova grote hoeveelheden pas gevormd stof.

De onderzoekers deden hun ontdekking in supernova 1987A. Deze supernova is te vinden in de Grote Magelhaense Wolk. “We hebben een opmerkelijk grote stofconcentratie ontdekt in het centrale deel van het materiaal dat door een relatief jonge en nabije supernova is uitgestoten,” vertelt onderzoeker Remy Indebetouw. “Dit is de eerste keer dat we hebben kunnen vaststellen waar het stof is gevormd, wat belangrijk is voor het begrijpen van de evolutie van sterrenstelsels.”

Gas en stof
Astronomen hadden al voorspeld dat in het gas dat na de explosie afkoelt stof zou ontstaan. Dat stof ontstaat doordat in de koude centrale gebieden van het supernovarestant verbindingen ontstaan van atomen van zuurstof, koolstof en silicium. Onderzoekers verwachtten in supernova 1987A dan ook grote hoeveelheden stof aan te treffen. In de eerste 500 dagen na de explosie zochten ze met een infraroodtelescoop naar stof. Ze troffen slechts een klein beetje warm stof aan.

Supernova-restant 1987A. Afbeelding: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Angelich. Zichtbaar licht: NASA / ESA Hubble Space Telescope. Infrarood: NASA Chandra X-Ray Observatory.

Supernova-restant 1987A. Afbeelding: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Angelich. Zichtbaar licht: NASA / ESA Hubble Space Telescope. Infrarood: NASA Chandra X-Ray Observatory.

Tjokvol
Maar vandaag de dag beschikken we over betere telescopen en zien we meer, zo tonen onderzoekers aan. Met ALMA detecteerden ze een veel grotere hoeveelheid koel stof. Op basis van hun waarnemingen schatten de onderzoekers dat er ongeveer een kwart zonsmassa aan pas gevormd stof in het restant te vinden is. “De nieuwe ALMA-resultaten, die de eerste zijn in hun soort, tonen een supernovarestant tjokvol materiaal dat een paar decennia geleden nog niet bestond.”

Opgemerkt moet worden dat supernova’s niet alleen stof produceren. Ze vernietigen het ook.

Stoffig heelal
Wanneer dat stof de interstellaire ruimte bereikt, kan het verklaren waar het vele stof in het heelal vandaan komt. Onderzoeker Mikaki Matsuura: “Heel jonge sterrenstelsels zijn enorm stofrijk en dit stof speelt een belangrijke rol bij hun evolutie. We weten dat stof onder de huidige omstandigheden op verschillende manieren kan ontstaan, maar in het jonge heelal moet het grotendeels van supernova’s afkomstig zijn geweest. En nu hebben we eindelijk direct bewijs dat die theorie ondersteunt.”

Opgemerkt moet worden dat supernova’s niet alleen stof produceren. Ze vernietigen het ook. Het is dan ook niet aannemelijk dat al het stof in het supernovarestant 1987A de interstellaire ruimte bereikt. De supernova-explosie veroorzaakt een schokgolf. Die golf stuit op het omhulsel van gas dat de oorspronkelijke ster voor de explosie heeft uitgestoten en een deel van de schokgolf wordt dan teruggekaatst naar het centrum van 1987A. Daar stuit deze op pasgevormd stof. “Waarschijnlijk zal dan een deel van het stof afgebroken worden,” aldus Indebetouw. “Maar hoeveel precies laat zich moeilijk voorspellen – misschien slechts een beetje, misschien de helft of twee derde.” Als een grote hoeveelheid stof de schokgolf overleeft en uiteindelijk de interstellaire ruimte bereikt, kan het de overvloedige hoeveelheden stof in het vroege heelal verklaren.