Onderzoekers hebben voor het eerst fotografisch bewijs verkregen van een dubbel-detonatie supernova, met behulp van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili.

De explosie van een ster, een supernova genoemd, is een buitengewoon gewelddadige gebeurtenis.

Het gaat meestal om een ster die meer dan acht keer de massa van de zon heeft, die zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt en een kerninstorting ondergaat, waardoor er een enkele krachtige explosie ontstaat.

Maar een zeldzamer soort supernova heeft betrekking op een ander type ster, een stellaire sintel die een witte dwerg wordt genoemd, met een dubbele ontploffing.

De opeenvolgende explosies vernietigden een witte dwerg met een massa die ongeveer gelijk is aan die van de zon. Deze ster bevond zich op ongeveer 160.000 lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Dorado, in een nabijgelegen melkweg genaamd de Grote Magelhaense Wolk.

Een lichtjaar is de afstand die licht in één jaar aflegt.

De afbeelding toont de scène van een explosie ongeveer 300 jaar nadat deze plaatsvond, met twee concentrische schillen van het element calcium die naar buiten bewegen.

‘Er blijft niets over’

“Er blijft niets over. De witte dwerg is volledig vernietigd,” zei Priyam Das, een promovendus in astrofysica aan de University of New South Wales Canberra in Australië, en hoofdauteur van de studie die woensdag werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy.

“De tijdsvertraging tussen de twee detonaties wordt in wezen bepaald door de tijd die de heliumdetonatie nodig heeft om van de ene pool van de ster helemaal rond naar de andere te reizen. Dat duurt slechts ongeveer twee seconden,” aldus astrofysicus en medeauteur van de studie Lvo Seitenzahl, een gastwetenschapper aan de Australian National University in Canberra.

De onderzoekers gebruikten het MUSE-instrument (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) van de Very Large Telescope om de verdeling van verschillende chemische elementen in de nasleep van de supernova in kaart te brengen.

Forensische astronomie

Calcium is in de afbeelding te zien in blauw – een buitenste ring veroorzaakt door de eerste detonatie en een binnenste ring door de tweede. Deze twee calciumschillen vormen “het perfecte bewijs van het dubbele detonatiemechanisme,” zei Das.

Hij voegde eraan toe: “We kunnen dit ‘forensische astronomie’ noemen – mijn zelfbedachte term – omdat we de overblijfselen van dode sterren bestuderen om te begrijpen wat hun dood heeft veroorzaakt.”

Sterren met tot acht keer de massa van onze zon lijken voorbestemd om een witte dwerg te worden.

Naast het wetenschappelijke belang biedt de afbeelding ook esthetische waarde.

“Het is prachtig,” zei Seitenzahl. “We zien het geboorteproces van elementen in de dood van een ster.”

“De oerknal creëerde alleen waterstof, helium en lithium. Hier zien we hoe calcium, zwavel of ijzer worden gemaakt en terug in het sterrenstelsel worden verspreid, een kosmische cyclus van materie,” voegde hij eraan toe.