Al meer dan vier eeuwen bestuderen astronomen de nasleep van de spectaculaire dood van een ster – een supernova-overblijfsel dat bekend staat als Kepler’s Supernova. Op basis van 25 jaar aan gegevens van NASA’s Chandra X-ray Observatory hebben wetenschappers nu de langste röntgenfilm van deze kosmische gebeurtenis samengesteld, waarin de schokgolf van de explosie door de ruimte raast. Dit is niet alleen een verbluffend visueel beeld; het is een cruciaal onderzoek om te begrijpen hoe supernova’s functioneren en hoe betrouwbaar ze de uitdijing van het universum kunnen meten.
De erfenis van Keplers supernova
Deze supernova werd voor het eerst waargenomen in 1604 door de Duitse astronoom Johannes Kepler en bevindt zich op ongeveer 17.000 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Ophiuchus. Terwijl Kepler aanvankelijk dacht dat het een nieuwe ster was, kennen we hem nu als de stralende nasleep van een stellaire explosie. Deze specifieke supernova, een type Ia, is vooral waardevol voor astronomen vanwege zijn voorspelbare helderheid, waardoor het een belangrijk hulpmiddel is bij het berekenen van kosmische afstanden.
Ongelijkmatige expansie: een kosmische aanwijzing
De nieuwe time-lapse laat zien dat de uitdijende schokgolf van de supernova niet met een constante snelheid beweegt. In sommige richtingen schiet hij naar buiten met een snelheid van ongeveer 22 miljoen km/uur, terwijl hij in andere richtingen vertraagt tot ongeveer 6 miljoen km/uur. Deze variatie is niet willekeurig; het geeft aan dat de explosie in botsing komt met gas met verschillende dichtheden. De analogie is eenvoudig: net als een voertuig dat over een vrije snelweg of ruw terrein rijdt, beweegt de schokgolf zich sneller door minder dicht materiaal.
Deze ongelijkmatige uitdijing geeft inzicht in de omgeving rond de ster voordat deze explodeerde. Type Ia-supernova’s ontstaan wanneer een witte dwergster materie van een begeleidende ster verzamelt en uiteindelijk tot ontploffing komt. De dichtheidsvariaties in de schokgolf onthullen hoeveel materiaal zich vóór de explosie rond het systeem had verzameld, waardoor de geschiedenis van de ster effectief in kaart werd gebracht.
Kosmische maatstaven verfijnen
Type Ia-supernova’s worden beschouwd als ‘standaardkaarsen’: objecten met een bekende helderheid waarmee astronomen afstanden in het universum kunnen meten. Deze explosies zijn echter niet perfect uniform. De studie van het overblijfsel van Kepler helpt bij het verfijnen van de mate waarin astronomen deze gebeurtenissen als kosmische maatstaven kunnen vertrouwen, door aan te tonen dat lokale omgevingen hun gedrag op subtiele wijze kunnen veranderen.
Jessye Gassel, afgestudeerd aan de George Mason University, legt uit: “Het is belangrijk dat we deze gebeurtenissen begrijpen omdat (ze helpen) kosmologen de uitdijing van het universum te meten.” Er valt nog veel te leren over deze explosies en de factoren die deze beïnvloeden.
Een beperkt venster
De levensduur van het Chandra X-ray Observatory is eindig, wat betekent dat astronomen wellicht nog maar tien jaar de tijd hebben om Kepler’s Supernova te blijven monitoren. Toekomstige missies zoals de voorgestelde AXIS-röntgensatelliet zouden deze waarnemingen echter kunnen uitbreiden en meer details kunnen verschaffen over deze en andere stellaire explosies. Deze studie benadrukt het belang van voortdurende investeringen in ruimtegebaseerde astronomie om de mysteries van de kosmos te ontrafelen.
De gegevens van de supernova van Kepler bieden een uniek laboratorium voor het bestuderen van de rommelige realiteit van stellaire explosies, waardoor we niet alleen de dood van sterren beter kunnen begrijpen, maar ook de fundamentele structuur en uitdijing van het universum zelf.
