Een team van astronomen, waaronder onderzoekers van het MIT, heeft gedetailleerde waarnemingen gedaan van een zeldzame en spectaculaire ultraviolette (UV) flits die verband houdt met de explosie van een witte dwerg, het dichte overblijfsel van een zonachtige ster. De witte dwerg, bekend als WDJ0551+4135, fuseerde op gewelddadige wijze met een begeleidende witte dwerg, wat een thermonucleaire explosie veroorzaakte die bekend staat als een Type Ia-supernova.

De waarnemingen geven inzicht in de oorsprong van Type Ia-supernovae en werpen licht op de al lang bestaande vraag hoe deze explosies worden veroorzaakt. Het team ontdekte dat de UV-flits, die slechts ongeveer 10 seconden duurde, het lang gezochte ‘ontstekingssignaal’ zou kunnen zijn dat de thermonucleaire explosie veroorzaakt.

Het onderzoek, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature, werd geleid door Peter Garnavich, een onderzoekswetenschapper bij het Department of Physics van MIT. Co-auteurs zijn onder meer Alicia Soderberg en Dheeraj Pasham van MIT, evenals onderzoekers van Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, University of California, Berkeley en Northwestern University.

Type Ia-supernovae zijn om een ​​aantal redenen belangrijk. Ten eerste worden ze gebruikt als standaardkaarsen om afstanden tot sterrenstelsels te meten, en spelen ze dus een sleutelrol in de kosmologie. Ten tweede wordt aangenomen dat ze de belangrijkste bron zijn van ijzer en andere zware elementen in het universum, die essentieel zijn voor het leven.

De exacte details van hoe type Ia-supernovae worden geactiveerd, zijn echter een mysterie gebleven. Eén leidende theorie is dat de explosie wordt veroorzaakt door een thermonucleaire wegloper in een witte koolstof-zuurstof dwerg. In dit scenario verzamelt de witte dwerg materie van een begeleidende ster, totdat deze een kritische massa bereikt, wat leidt tot een thermonucleaire explosie.

De nieuwe waarnemingen ondersteunen dit scenario. Het team ontdekte de UV-flits vlak voor de supernova-explosie, wat suggereert dat de flits het ontstekingssignaal zou kunnen zijn dat de thermonucleaire wegloper veroorzaakt. Er wordt aangenomen dat de flits wordt veroorzaakt door de botsing van twee subsonische detonatiefronten in de kern van de witte dwerg.

"Dit is de eerste keer dat we zo'n duidelijk en direct verband hebben gezien tussen een UV-flits en een Type Ia-supernova", zegt Garnavich. "Dit suggereert dat de UV-flits het lang gezochte rokende wapen is dat deze explosies veroorzaakt."

Het team gebruikte gegevens van de Large Synoptic Survey Telescope (LSST) en de Zwicky Transient Facility om de UV-flits waar te nemen. De LSST is een wide-field survey-telescoop, en de Zwicky Transient Facility is een snelle-reactietelescoop die is ontworpen om voorbijgaande gebeurtenissen op te volgen.

De onderzoekers zeggen dat de nieuwe waarnemingen belangrijke aanwijzingen geven over de fysica van Type Ia-supernovae, en zullen helpen de modellen van deze explosies te verbeteren. Dit zal leiden tot betere metingen van afstanden tot sterrenstelsels en een beter begrip van de oorsprong van de zware elementen in het heelal.

‘Deze waarnemingen betekenen een grote doorbraak in ons begrip van type Ia-supernova’s’, zegt Soderberg. "We beginnen eindelijk de puzzel op te lossen van hoe deze explosies werken."