Het XMM-Newton-observatorium heeft geholpen te ontdekken hoe de eerste sterren in het universum hun leven beëindigden als supernova's met paarinstabiliteit. Dit zijn de meest energetische explosies waarvan bekend is dat ze in het universum voorkomen, en er wordt aangenomen dat ze een sleutelrol hebben gespeeld bij het vormgeven van het vroege universum.

XMM-Newton is een röntgenobservatorium van de European Space Agency (ESA) dat in 1999 werd gelanceerd. Het is een van de krachtigste röntgentelescopen ooit gebouwd en is gebruikt om een ​​grote verscheidenheid aan objecten in het universum te bestuderen. , inclusief sterren, sterrenstelsels en zwarte gaten.

In een recent onderzoek gebruikte een team van astronomen XMM-Newton om een ​​supernova met paarinstabiliteit waar te nemen die plaatsvond in een sterrenstelsel op ongeveer 12 miljard lichtjaar van de aarde. Dit is de verste supernova met paarinstabiliteit die ooit is waargenomen, en biedt nieuwe inzichten in hoe deze explosies plaatsvinden.

De astronomen ontdekten dat de supernova met paarinstabiliteit werd veroorzaakt door de ineenstorting van een massieve ster die ongeveer 100 keer zwaarder was dan de zon. Toen de ster instortte, ontstond er een schokgolf die door de ster reisde en deze tot extreem hoge temperaturen verhitte. Dit zorgde ervoor dat de ster paren elektronen en positronen produceerde, dit zijn deeltjes met tegengestelde ladingen.

De elektronen en positronen vernietigden elkaar, waardoor enorme hoeveelheden energie vrijkwamen. Deze energie dreef de supernova met paarinstabiliteit aan, die een grote hoeveelheid materiaal de ruimte in spoot. De astronomen schatten dat de supernova ongeveer 10 zonsmassa's aan materiaal heeft uitgestoten, wat overeenkomt met ongeveer 10% van de massa van de zon.

De supernova met paarinstabiliteit produceerde ook een krachtige röntgenstraal. Deze ontploffing werd gedetecteerd door XMM-Newton en stelde astronomen in staat de supernova in detail te bestuderen. Uit de röntgengegevens bleek dat de supernova extreem heet was en een grote hoeveelheid zware elementen produceerde.

De astronomen geloven dat supernova's met paarinstabiliteit een sleutelrol speelden in het vroege heelal. Er wordt aangenomen dat deze explosies de eerste zware elementen hebben voortgebracht, die essentieel zijn voor de vorming van sterren en sterrenstelsels. Supernova's met paarinstabiliteit hebben er mogelijk ook toe bijgedragen dat het vroege heelal opnieuw is opgewarmd, waardoor het gelijkmatiger kon uitzetten en afkoelen.

De waarnemingen van de paarinstabiliteitssupernova door XMM-Newton bieden nieuwe inzichten in hoe deze explosies plaatsvinden. Deze waarnemingen helpen ook om licht te werpen op het vroege universum, en hoe dit evolueerde tot het universum dat we vandaag de dag zien.