Voor het eerst hebben wetenschappers rechtstreeks de vorm van het schokfront van een supernova waargenomen toen het door het oppervlak van een stervende ster barstte, waardoor cruciale details over deze kosmische explosies werden onthuld. De gebeurtenis, genaamd SN 2024ggi, werd in april 2024 gedetecteerd en was afkomstig van een sterrenstelsel op 23,6 miljoen lichtjaar afstand. De eerste waarnemingen legden een eivormige, olijfachtige vorm vast voordat de schokgolf in botsing kwam met omringend materiaal – een vluchtig moment dat inzicht geeft in de vroegste stadia van sterdood.
Het belang van deze vroege detectie ligt in het feit dat dergelijke details binnen enkele uren verdwijnen, wat het belang van snelle observatie en diverse technieken in supernovaonderzoek benadrukt.
De natuurkunde van de sterrendood
De dood van een massieve ster is een complex proces dat wordt veroorzaakt door de uitputting van de smeltbare brandstof in de kern ervan. Sterren behouden hun stabiliteit door lichtere atomen te laten samensmelten met zwaardere atomen, waarbij ze massa in energie omzetten. Dit proces leidt echter uiteindelijk tot een ijzerrijke kern, waar verdere fusie energie verbruikt in plaats van vrijgeeft. De kern stort in en er ontstaat een supernova.
De implosie veroorzaakt een schokgolf die terugkaatst en naar buiten uitbarst en door de buitenste lagen van de ster heen gaat. De korte periode tussen het uitbreken van de schok en de botsing met eerder afgeworpen materiaal is van cruciaal belang. Deze “shock-breakout-fase” is de focus van de nieuwe waarnemingen.
Spectropolarimetrie onthult de vorm
Astronomen hebben al eerder schokuitbraken vastgelegd, maar de nieuwe waarnemingen van SN 2024ggi vallen op door het gebruik van spectropolarimetrie – een techniek die de polarisatie van licht over verschillende golflengten meet. Met deze methode kunnen wetenschappers de geometrie van de explosie met ongekende precisie bepalen.
Waarnemingen begonnen slechts 26 uur na detectie en duurden meerdere dagen. Opmerkelijk genoeg bleek uit de gegevens dat de schokgolf niet bolvormig was, maar zich uitstrekte tot een olijf- of voetbalachtige vorm langs een voorkeursas. Deze langwerpige vorm bleef bestaan, zelfs in het uitzettende materiaal dat naar buiten werd geblazen, wat erop wijst dat er een consistent onderliggend mechanisme is dat de explosie aandrijft.
Implicaties en toekomstig onderzoek
Terwijl de schokgolf zich voortplantte in materiaal dat eerder door de ster was uitgestoten, verschoof de voorkeursas, wat aangeeft dat de omringende omgeving de geometrie van de explosie beïnvloedde. Eén mogelijkheid is dat de ster een dubbelster had, wiens zwaartekracht invloed had op zijn dood.
De implicaties van deze ontdekking zijn aanzienlijk. Door de fase van het uitbreken van de schok gedetailleerd vast te leggen, kunnen wetenschappers modellen van supernova-explosies verfijnen en een dieper inzicht krijgen in de evolutie van sterren. Het gebruik van spectropolarimetrie opent nieuwe wegen voor het bestuderen van de geometrie van deze gebeurtenissen, waardoor mogelijk verborgen mechanismen aan het licht komen die hun asymmetrie aandrijven.
Supernova-explosies behoren tot de meest energetische gebeurtenissen in het universum en spelen een cruciale rol bij de verspreiding van zware elementen. Door hun complexiteit te ontrafelen, kunnen wetenschappers een completer beeld van de kosmische evolutie samenstellen
