Zeventien jaar geleden, astronomen waren getuige van een supernova die op 40 miljoen lichtjaar afstand afging in de melkweg genaamd NGC 7424, gelegen in het zuidelijke sterrenbeeld Grus, de hijskraan. Nutsvoorzieningen, in het vervagende nagloeien van die explosie, NASA's Hubble heeft het eerste beeld vastgelegd van een overlevende metgezel van een supernova. Deze foto is het meest overtuigende bewijs dat sommige supernova's hun oorsprong vinden in dubbelstersystemen.

"We weten dat de meeste massieve sterren in binaire paren zijn, " zei Stuart Ryder van de Australian Astronomical Observatory (AAO) in Sydney, Australië en hoofdauteur van de studie. "Veel van deze binaire paren zullen op elkaar inwerken en gas van de ene ster naar de andere overbrengen wanneer hun banen hen dicht bij elkaar brengen."

De metgezel van de voorouderster van de supernova was geen onschuldige toeschouwer bij de explosie. Het hevelde bijna alle waterstof uit de stellaire envelop van de gedoemde ster, het gebied dat energie van de kern van de ster naar zijn atmosfeer transporteert. Miljoenen jaren voordat de primaire ster supernova werd, de diefstal van de metgezel creëerde een instabiliteit in de primaire ster, waardoor het af en toe een cocon en schillen waterstofgas afblaast voor de catastrofe.

de supernova, genaamd SN 2001ig, is gecategoriseerd als een Type IIb supernova met gestripte envelop. Dit type supernova is ongebruikelijk omdat de meeste, maar niet alles, van de waterstof is vóór de explosie verdwenen. Dit type exploderende ster werd voor het eerst geïdentificeerd in 1987 door teamlid Alex Filippenko van de Universiteit van Californië, Berkeley.

Hoe supernova's met gestripte enveloppen die buitenste envelop verliezen, is niet helemaal duidelijk. Oorspronkelijk werd gedacht dat ze afkomstig waren van enkele sterren met zeer snelle wind die de buitenste enveloppen afduwden. Het probleem was dat toen astronomen op zoek gingen naar de primaire sterren waaruit supernova's voortkwamen, ze konden ze niet vinden voor veel supernova's met gestripte enveloppen.

"Dat was vooral bizar, omdat astronomen verwachtten dat ze de meest massieve en helderste voorlopersterren zouden zijn, " verklaarde teamlid Ori Fox van het Space Telescope Science Institute in Baltimore. "Ook, het enorme aantal supernova's met gestripte envelop is groter dan voorspeld." Dat feit bracht wetenschappers ertoe te theoretiseren dat veel van de primaire sterren zich in binaire systemen met een lagere massa bevonden, en ze gingen op pad om het te bewijzen.

Zoeken naar een binaire metgezel na een supernova-explosie is geen gemakkelijke taak. Eerst, het moet zich op relatief korte afstand van de aarde bevinden wil Hubble zo'n zwakke ster kunnen zien. SN 2001ig en zijn metgezel zitten ongeveer op die limiet. Binnen dat afstandsbereik, er gaan niet veel supernova's af. Nog belangrijker, astronomen moeten de exacte positie weten door middel van zeer nauwkeurige metingen.

In 2002, kort nadat SN 2001ig ontplofte, wetenschappers hebben de precieze locatie van de supernova bepaald met de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory in Cerro Paranal, Chili. In 2004, ze volgden vervolgens het Gemini South Observatory in Cerro Pachón, Chili. Deze waarneming duidde eerst op de aanwezigheid van een overlevende binaire metgezel.

De exacte coördinaten kennen, Ryder en zijn team konden Hubble 12 jaar later op die locatie concentreren, terwijl de gloed van de supernova vervaagde. Met Hubble's voortreffelijke resolutie en ultraviolet vermogen, ze waren in staat om de overlevende metgezel te vinden en te fotograferen - iets wat alleen Hubble kon doen.

Voorafgaand aan de supernova-explosie, de baan van de twee sterren om elkaar heen duurde ongeveer een jaar.

Toen de primaire ster explodeerde, het had veel minder impact op de overlevende metgezel dan zou worden gedacht. Stel je een avocadokuil voor - die de dichte kern van de begeleidende ster vertegenwoordigt - ingebed in een gelatinedessert - die de gasvormige omhulling van de ster vertegenwoordigt. Als er een schokgolf doorheen gaat, de gelatine kan tijdelijk uitrekken en wiebelen, maar de avocadopit zou intact blijven.

In 2014, Fox en zijn team gebruikten Hubble om de metgezel van een andere Type IIb-supernova te detecteren, SN 1993J. Echter, ze vingen een spectrum, geen afbeelding. De zaak van SN 2001ig is de eerste keer dat een overlevende metgezel is gefotografeerd. "We waren eindelijk in staat om de stellaire dief te vangen, onze vermoedens bevestigend dat er een moest zijn, ' zei Filippenko.

Misschien heeft maar liefst de helft van alle supernova's met gestripte enveloppen metgezellen - de andere helft verliest hun buitenste enveloppen via stellaire winden. Ryder en zijn team hebben het uiteindelijke doel om precies te bepalen hoeveel supernova's met gestripte enveloppen metgezellen hebben.

Hun volgende poging is om te kijken naar supernova's met volledig gestripte envelop, in tegenstelling tot SN 2001ig en SN 1993J, die slechts voor ongeveer 90 procent waren gestript. Deze supernova's met volledig gestripte envelop hebben niet veel schokinteractie met gas in de omringende sterrenomgeving, omdat hun buitenste enveloppen lang voor de explosie verloren waren gegaan. Zonder schokinteractie, ze vervagen veel sneller. Dit betekent dat het team slechts twee of drie jaar hoeft te wachten om op zoek te gaan naar overlevende metgezellen.

In de toekomst, ze hopen ook de James Webb Space Telescope te gebruiken om hun zoektocht voort te zetten.

De paper over het huidige werk van dit team werd op 28 maart gepubliceerd, 2018, in de Astrofysisch tijdschrift .