Een supernova is de catastrofale explosie van een ster. Vooral thermonucleaire supernova's signaleren de volledige vernietiging van een witte dwergster en laten niets achter. Tenminste, dat suggereerden modellen en observaties.

Dus toen een team van astronomen met de Hubble-ruimtetelescoop naar de plek van de eigenaardige thermonucleaire supernova SN 2012Z ging kijken, ontdekten ze tot hun schrik dat de ster de explosie had overleefd. Niet alleen had hij het overleefd, de ster was zelfs helderder na de supernova dan daarvoor.

Eerste auteur Curtis McCully, een postdoctoraal onderzoeker aan UC Santa Barbara en Las Cumbres Observatory, publiceerde deze bevindingen in een artikel in The Astrophysical Journal en presenteerde ze op een persconferentie op de 240e bijeenkomst van de American Astronomical Society. De raadselachtige resultaten geven ons nieuwe informatie over de oorsprong van enkele van de meest voorkomende, maar mysterieuze explosies in het universum.

Deze thermonucleaire supernova's, ook wel Type Ia-supernova's genoemd, zijn enkele van de belangrijkste instrumenten in de toolkits van astronomen voor het meten van kosmische afstanden. Vanaf 1998 onthulden waarnemingen van deze explosies dat het heelal zich steeds sneller uitbreidt. Men denkt dat dit te wijten is aan donkere energie, waarvan de ontdekking in 2011 de Nobelprijs voor natuurkunde won.

Hoewel ze van vitaal belang zijn voor de astronomie, is de oorsprong van thermonucleaire supernova's slecht begrepen. Astronomen zijn het erover eens dat ze de vernietiging zijn van witte dwergsterren - sterren die ongeveer de massa van de zon hebben, verpakt in de grootte van de aarde. Waardoor de sterren exploderen is niet bekend. Eén theorie stelt dat de witte dwerg materie steelt van een begeleidende ster. Wanneer de witte dwerg te zwaar wordt, ontbranden thermonucleaire reacties in de kern en leiden tot een op hol geslagen explosie die de ster vernietigt.

SN 2012Z was een vreemd type thermonucleaire explosie, soms een Type Iax-supernova genoemd. Ze zijn de zwakkere, zwakkere neven van de meer traditionele Type Ia. Omdat het minder krachtige en langzamere explosies zijn, hebben sommige wetenschappers getheoretiseerd dat het mislukte Type Ia-supernova's zijn. De nieuwe waarnemingen bevestigen deze hypothese.

In 2012 werd de supernova 2012Z gedetecteerd in het nabije spiraalstelsel NGC 1309, dat in de aanloop naar 2012Z grondig was bestudeerd en vastgelegd in veel Hubble-beelden. Hubble-afbeeldingen werden in 2013 genomen in een gezamenlijke poging om te identificeren welke ster in de oudere afbeeldingen overeenkwam met de ster die was geëxplodeerd. Analyse van deze gegevens in 2014 was succesvol:wetenschappers konden de ster identificeren op de exacte positie van de supernova 2012Z. Dit was de eerste keer dat de stamvader van een witte dwergsupernova werd geïdentificeerd.

"We verwachtten een van de twee dingen te zien toen we de meest recente Hubble-gegevens kregen", zei McCully. "Of de ster zou volledig zijn verdwenen, of misschien zou hij er nog steeds zijn, wat betekent dat de ster die we op de pre-explosiebeelden zagen niet degene was die opblies. Niemand verwachtte een overlevende ster te zien die helderder was . Dat was een echte puzzel."

McCully en het team denken dat de half geëxplodeerde ster helderder werd omdat hij opgeblazen was tot een veel grotere staat. De supernova was niet sterk genoeg om al het materiaal weg te blazen, dus viel een deel ervan terug in wat een gebonden overblijfsel wordt genoemd. Na verloop van tijd verwachten ze dat de ster langzaam terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat, alleen minder massief en groter. Paradoxaal genoeg geldt voor witte dwergsterren:hoe minder massa ze hebben, hoe groter de diameter.

"Deze overlevende ster lijkt een beetje op Obi-Wan Kenobi die terugkeert als een krachtgeest in Star Wars", zegt co-auteur Andy Howell, adjunct-professor aan UC Santa Barbara en senior stafwetenschapper bij Las Cumbres Observatory. "De natuur probeerde deze ster neer te halen, maar hij kwam krachtiger terug dan we ons hadden kunnen voorstellen. Het is nog steeds dezelfde ster, maar terug in een andere vorm. Hij overstijgt de dood."

Decennia lang dachten wetenschappers dat Type Ia-supernova's exploderen wanneer een witte dwergster een bepaalde limiet bereikt, de Chandrasekhar-limiet, ongeveer 1,4 keer de massa van de zon. Dat model is de afgelopen jaren enigszins uit de gratie geraakt, omdat veel supernova's minder massief zijn bevonden dan dit, en nieuwe theoretische ideeën hebben aangetoond dat er andere dingen zijn die ervoor zorgen dat ze exploderen. Astronomen wisten niet zeker of sterren ooit in de buurt van de Chandrasekhar-limiet kwamen voordat ze explodeerden. De auteurs van het onderzoek denken nu dat deze groei tot de uiterste grens precies is wat er met SN 2012Z is ​​gebeurd.

"De implicaties voor Type Ia-supernova's zijn ingrijpend", zegt McCully. "We hebben ontdekt dat supernova's op zijn minst tot het uiterste kunnen groeien en exploderen. Toch zijn de explosies soms zwak. Nu moeten we begrijpen waarom een ​​supernova faalt en een Type Iax wordt, en wat een succesvol als Type Ia." + Verder verkennen

Afbeelding:Hubble legt de versnipperde overblijfselen van een kosmische explosie vast