Astronomen hebben misschien het eerste voorbeeld van een ongewoon soort stellaire explosie in ons melkwegstelsel gevonden. Deze ontdekking, gemaakt met NASA's Chandra X-ray Observatory, draagt ​​bij aan het begrip van hoe sommige sterren het universum verbrijzelen en bezaaien met elementen die essentieel zijn voor het leven op aarde.

Dit intrigerende object, gelegen nabij het centrum van de Melkweg, is een supernovarest genaamd Sagittarius A East, of kortweg Sgr A East. Op basis van Chandra-gegevens, astronomen classificeerden het object eerder als de overblijfselen van een massieve ster die explodeerde als een supernova, een van de vele soorten geëxplodeerde sterren die wetenschappers hebben gecatalogiseerd.

Met behulp van langere Chandra-observaties, een team van astronomen heeft nu in plaats daarvan geconcludeerd dat het object is overgebleven van een ander type supernova. Het is de explosie van een witte dwerg, een gekrompen stellaire sintel van een brandstofarme ster zoals onze zon. Wanneer een witte dwerg te veel materiaal van een begeleidende ster trekt of opgaat in een andere witte dwerg, de witte dwerg is vernietigd, vergezeld van een verbluffende lichtflits.

Astronomen gebruiken deze "Type Ia-supernova's" omdat de meeste van hen elke keer bijna dezelfde hoeveelheid licht uitstoten, ongeacht waar ze zich bevinden. Hierdoor kunnen wetenschappers ze gebruiken om afstanden in de ruimte nauwkeurig te meten en de uitdijing van het universum te bestuderen.

Gegevens van Chandra hebben onthuld dat Sgr A East, echter, kwam niet van een gewone Type Ia. In plaats daarvan, het lijkt erop dat het tot een speciale groep supernova's behoort die andere relatieve hoeveelheden elementen produceren dan traditionele Type Ia's, en minder krachtige explosies. Deze subset wordt "Type Iax, " een potentieel belangrijk lid van de supernova-familie.

"Hoewel we Type Iax-supernova's hebben gevonden in andere sterrenstelsels, we hebben tot nu toe geen bewijs gevonden voor een in de Melkweg, " zei Ping Zhou van de Nanjing University in China, die de nieuwe studie leidde tijdens zijn studie aan de Universiteit van Amsterdam. "Deze ontdekking is belangrijk om grip te krijgen op de talloze manieren waarop witte dwergen exploderen."

De explosies van witte dwergen is een van de belangrijkste bronnen in het universum van elementen zoals ijzer, nikkel, en chroom. De enige plaats waarvan wetenschappers weten dat deze elementen kunnen worden gecreëerd, is in de nucleaire oven van sterren of wanneer ze exploderen.

"Dit resultaat toont ons de diversiteit aan soorten en oorzaken van witte dwergexplosies, en de verschillende manieren waarop ze deze essentiële elementen maken, " zei co-auteur Shing-Chi Leung van Caltech in Pasadena, Californië. "Als we gelijk hebben over de identiteit van de overblijfselen van deze supernova, het zou het dichtstbijzijnde bekende voorbeeld van de aarde zijn."

Astronomen discussiëren nog steeds over de oorzaak van Type Iax supernova-explosies, maar de leidende theorie is dat het thermonucleaire reacties betreft die veel langzamer door de ster reizen dan bij Type Ia-supernova's. Deze relatief langzame loop van de explosie leidt tot zwakkere explosies en, Vandaar, verschillende hoeveelheden elementen geproduceerd in de explosie. Het is ook mogelijk dat er een deel van de witte dwerg achterblijft.

Sgr A East ligt zeer dicht bij Boogschutter A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, en snijdt waarschijnlijk met de schijf van materiaal rond het zwarte gat. Het team was in staat om gedurende in totaal ongeveer 35 dagen Chandra-waarnemingen te gebruiken die gericht waren op het superzware zwarte gat en de regio eromheen om Sgr A East te bestuderen en het ongebruikelijke patroon van elementen in de röntgengegevens te vinden. De Chandra-resultaten komen overeen met computermodellen die een witte dwerg voorspellen die langzaam bewegende kernreacties heeft ondergaan, waardoor het een sterke kandidaat is voor een Type Iax supernovarest.

"Dit supernova-overblijfsel bevindt zich op de achtergrond van veel Chandra-afbeeldingen van het superzware zwarte gat van onze melkweg, gemaakt in de afgelopen 20 jaar, " zei Zhiyuan Li, ook van de Universiteit van Nanjing. "Misschien zijn we er eindelijk achter wat dit object is en hoe het is ontstaan."

In andere sterrenstelsels, wetenschappers observeren dat Type Iax-supernova's plaatsvinden met een snelheid die ongeveer een derde is van die van Type Ia-supernova's. In de Melkweg, er zijn drie bevestigde Type Ia-supernovaresten en twee kandidaten die jonger zijn dan 2, 000 jaar, overeenkomend met een leeftijd waarin restanten nog relatief helder zijn voordat ze later vervagen. Als Sgr A Oost jonger is dan 2, 000 jaar en was het resultaat van een Type Iax supernova, deze studie suggereert dat ons sterrenstelsel op één lijn ligt met het relatieve aantal Type Iax-supernova's dat in andere sterrenstelsels wordt waargenomen.

Samen met de suggestie dat Sgr A East het overblijfsel is van de ineenstorting van een massieve ster, eerdere studies wezen er ook op dat een normale Type Ia supernova niet was uitgesloten. De laatste studie uitgevoerd met deze diepe Chandra-gegevens pleit tegen zowel de massieve ster als de normale Type Ia-interpretaties.

Deze resultaten worden gepubliceerd op woensdag 10 februari, 2021 in The Astrofysisch tijdschrift , en een preprint is online beschikbaar.