Sterrenkundigen zijn aan de gedachte gewend: iemand volproppen tot hij explodeert. Ze hebben het dan wél over sterren, natuurlijk! De theorie is, dat ‘dwangvoeding’ het mechanisme is achter een bepaald type supernova – een enorm krachtige ontploffing van een ster aan het eind van zijn leven. Een supernova kan zó helder zijn, dat het weken aanhoudende lichtspel overdag zichtbaar is.

Tycho Brahe deed in 1572 waarnemingen aan een “nieuwe en nooit eerder waargenomen ster”. De Spaanse sterrenkundige Pilar Ruiz-Lapuente spoorde, meer dan 400 jaar na dato, de veroorzaker van de explosie op: “Tycho G”, een zonachtige ster die met hoge snelheid de plaats delict verlaat. Extra metingen moeten uitwijzen of deze ster inderdaad de oorzaak was van Brahe’s supernova. Als dat zo is, heeft Ruiz-Lapuente’s team de allereerste waarneming in handen van een ster die zijn partner liet ontploffen. Daarmee komt de theorie over supernovae op nog steviger schroeven te staan.

Type Ia supernovae zijn de klasse waar Brahe’s “nieuwe ster” toe hoort. Deze supernovae zijn bijzonder regelmatig: elke Type Ia-ontploffing in het heelal is even krachtig. De wetmatigheid is zo sterk, dat sterrenkundigen deze ontploffingen gebruiken om afstanden in het heelal te meten: ze weten hoeveel energie een Type Ia uitstraalt, dus als ze de helderheid meten kunnen ze de afstand daaruit afleiden. Omdat Ia supernovae in andere sterrenstelsels makkelijk zichtbaar zijn met gevoelige telescopen, zijn ze geschikt als ‘standaardkaarsen’ om de afstand tot die sterrenstelsels te meten.

Zo’n sterke overeenkomst tussen alle Type Ia’s kan geen toeval zijn. Sterrenkundigen zijn van mening dat Type Ia’s allemaal dezelfde voorgeschiedenis hebben. Het begint met een dubbelster, waarvan één partner aan het eind van zijn leven instort en afkoelt tot witte dwerg. Dat lot treft alle sterren in de gewichtsklasse van onze eigen zon. Een witte dwerg is maar zo groot als de aarde, maar weegt evenveel als de zon zelf.

De Indiase sterrenkundige Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) rekende al in 1930 uit dat een witte dwerg nooit zwaarder kan zijn dan 1,4 zonsmassa’s, de Chandrasekhar-limiet. Deze uitgebrande sterren zijn door al hun brandstof voor kernfusie heen. Alleen een afstotend kwantumeffect tussen de elektronen in de ster (het Pauli-principe) zorgt dat de ster niet instort, maar die kracht kan maximaal 1,4 zonsmassa’s dragen. Groeit de witte dwerg tot boven die massa, dan stort hij in tot zwart gat of neutronenster.

En een hapje voor mamma…

Een Type Ia supernova ontstaat als de witte dwerg in een dubbelster materiaal van zijn partnerster opslurpt. Als die opgeslokte massa de witte dwerg tot boven de 1,4 zonsmassa’s duwt, stort die plots ineen – altijd bij diezelfde massa. Als de witte dwerg instort, lopen druk en temperatuur plotsklaps op; genoeg om kernfusie van zwaardere materialen dan normaal (waterstof en helium) mogelijk te maken. De witte dwerg ontbrandt een laatste keer.

Ruiz-Lapuente wist Tycho G op te sporen door alle sterren in de buurt van Brahe’s supernova te onderzoeken. De aanstichter van de supernova, wist zij, moest door de enorme explosie zijn weggeslingerd. Inderdaad vond haar team één ster die met hoge snelheid van de supernova wegvloog. De vermoedelijke dader weegt ongeveer zoveel als onze eigen zon.

Nader onderzoek aan het licht van de ster moet uitwijzen of die inderdaad de oorzaak van de supernova was: als dat zo is, moeten er resten van zware metalen in de ster zitten. Die materialen ontstaan alleen tijdens supernova-explosies. De moordenaar komt dus niet zomaar weg: voor zijn moeite krijgt hij een spervuur van hete metalen over zich heen!

Literatuur

Ruiz-Lapuente P., et al. Nature, 431. 1069 – 1072 (2004)