450 jaar geleden vlamde de ster van Tycho op
De nova overtrof alle sterren aan de hemel royaal en was zelfs overdag gemakkelijk te zien. Het is deze maand 450 jaar geleden dat een van de meest spectaculaire hemelse bezienswaardigheden die ooit zijn verschenen zichtbaar was aan de noordelijke sterrenhemel: het was een “nieuwe” ster in het sterrenbeeld Cassiopeia.
Het is deze maand 450 jaar geleden dat een van de meest spectaculaire hemelse bezienswaardigheden die ooit zijn verschenen zichtbaar was aan de noordelijke sterrenhemel: het was een “nieuwe” ster in het sterrenbeeld Cassiopeia. Het was de meest heldere nova die in zo’n 500 jaar is geregistreerd en het is tot de dag van vandaag een van de slechts vijf bekende supernova’s die zijn waargenomen in ons sterrenstelsel.
Om een idee te krijgen hoe oogverblindend dit object was stap je de komende week rond 20 uur naar buiten en kijk omhoog richting de noordnoordoostelijke hemel naar een bekende zigzagrij van vijf heldere sterren die de “W” van Cassiopeia vormen. Kijk vervolgens naar het zuidzuidoosten naar de heldere planeet Jupiter en probeer je voor te stellen hoe het eruit zou zien als je op de een of andere manier zijn helderheid zou kunnen verachtvoudigen. Draai je dan terug om naar Cassiopeia te kijken. Probeer je zo’n oogverblindend object in dat deel van de sterrenhemel voor te stellen en je krijgt een beetje een idee van hoe deze vreemde nieuwe ster eruit gezien moet hebben voor degenen die aan het einde van de 16de eeuw leefden.
Op 6 november 1572 was de Duitse astronoom Wolfgang Schüler uit Wiitenberg de eerste die het verschijnen van deze nieuwe ster opmerkte, vlak naast de zwakste ster in het centrum van de W van Cassiopeia. In de volgende drie dagen werd de vreemde ster door vele andere astronomen waargenomen.
Zien is geloven
Toen dit stellaire object voor het eerst verscheen was het waarschijnlijk niet helderder dan een gewone ster. Maar toen op 11 november 1572 de Deense astronoom Tycho Brahe (1546-1601) het object opmerkte wedijverde de ster in helderheid met de planeet Jupiter en werd het in de daaropvolgende nachten gelijk aan Venus op zijn helderst. Tycho Brahe zelf was waarschijnlijk onder de indruk van dit oogverblindende object en hield mensen op straat tegen en wees naar de sterrenhemel en vroeg hen te identificeren wat hij zag.
Uit zijn eigen geschreven verslag van zijn ontdekking merkte hij het volgende op:
“Op de elfde dag van november in de avond na zonsondergang…keek ik naar de sterren aan een heldere hemel. […]Ik merkte da teen nieuwe en ongewone ster, die de anderen in schittering overtrof, bijna recht boven mijn hoofd verscheen; en aangezien ik van kinds af aan alle sterren aan de hemel perfect heb gekend, was het voor mij heel duidelijk dat er op die plek aan de hemel nooit een ster was geweest, zelfs de kleinste, om te zeggen niet van een ster zo opvallend en helder als deze. Ik was zo verbaasd over deze aanblik dat ik me niet schaamde om aan de betrouwbaarheid van mijn eigen ogen te twijfelen. Maar toen ik zag dat anderen, nadat ze de plaats hadden aangewezen, konden zien dat daar echt een ster was, daar twijfelde ik niet meer aan. Inderdaad een wonder, een wonder dat nog nooit eerder is gezien voor onze tijd, in welk tijdperk dan ook sinds het begin van de wereld.”
Gedurende de daaropvolgende weken overtrof de nova elke ster aan de sterrenhemel en was zelfs gemakkelijk overdag te zien. Dit wijst erop dat de supernova de helderheid van Venus zou kunnen evenaren. Tegen het einde van november begon de nova eindelijk te vervagen en veranderde de kleur van schitterend zilver naar geel en daarna naar oranje en rood om omstreeks maart 1754 niet meer zichtbaar te zijn. De supernova was daarmee ongeveer 16 maanden met het blote oog zichtbaar.
Wat betekende dit?
Natuurlijk dachten veel mensen meteen aan de Ster van Bethlehem. Zie werd gezien als een teken aan de hemel dat de wederkomst van Christus aankondigde.
Maar Tycho verwierp die interpretatie en wees erop dat de ster die in het boek Mattheus wordt beschreven alleen zichtbaar was voor de wijzen en daarom geen hemellichaam kon zijn. Anderen speculeerden over de calamiteiten die de nieuwe ster zou kunnen brengen. Ook werd het gezien als een tekortkoming in de leer van Aristoteles die, met zijn enorme autoriteit, had beweerd dat de wereld van de sterren eeuwig en onveranderlijk was.
Waar kwam die nieuwe ster vandaan?
Wat zou die vreemde ster hebben kunnen betekend? De rest van zij leven bleef Brahe zich over dit mysterie verbazen. Hij schreef een uitgebreid werk, “De nova et nullius aevi memoria prius visa stella”, wat betekent “Over de ster, nieuw en nooit eerder gezien in het leven of de herinnering van iemand.” De nieuwe ster was noch een planeet, noch een komeet want hij bleef gedurende zijn hele zichtbaarheidsperiode op dezelfde plaats tegen de achtergrondsterren. Deze metingen toonden duidelijk aan dat dit vreemde hemellichaam achter de Maan lag, in het rijk van de vaste sterren. Als het dichterbij was geweest zou Brahe een verplaatsing hebben gedetecteerd terwijl het door de lucht bewoog. Zo concludeerde hij dat Aristoteles ongelijk had; de sterren waren niet onveranderlijk. Brahe kwam met een theorie dat de ster mogelijk was ontstaan als een condensatie van donkere materie in de Melkweg. Hij wees zelfs een gebied aan van waaruit een dergelijke condensatie zou kunnen zijn opgetreden.
De Griekse astronoom, geograaf en wiskundige Hipparchus (190 v. Chr. – 120 v. Chr.) had ook nieuwe sterren geregistreerd maar geen enkele was zo helder als die uit 1572. “Dus misschien”, redeneerde Tycho, “kan de materie van de Melkweg soms samenklonteren tot een ster”. Maar een dergelijke ster zou ook weer snel moeten vervagen want “alles wat na de Schepping ontstaat kan slechts van voorbijgaande aard zijn”.
Tycho’s verslag van de veranderingen in helderheid en zijn positiemetingen vormen een waardevol verslag voor moderne onderzoekers en wetenschappers; ter ere van hem wordt dit object dan ook vaak de Ster van Tycho genoemd.
Een enorme explosie
In het Latijn werd zo’n ster een “stella nova” of “nieuwe ster” genoemd. Tegenwoordig noemen we dit soort ster nog steeds nova, hoewel we weten dat de ster verre van nieuw is. Moderne waarnemingen laten zelfs zien dat de ster zien exploderen. Sommige van deze explosies zijn niet groot, maar andere zijn verwoestend en veranderen het hele karakter van de ster. Deze sterren zijn inderdaad verre van nieuw; ze zijn bijna aan het einde van hun leven en zouden eigenlijk stervende sterren moeten worden genoemd.
De interne temperaturen van dergelijke sterren kunnen oplopen tot bijna 3 miljoen graden Celsius, waarna door middel van kernfusie elementen zo zwaar als ijzer gemaakt kunnen worden en uiteindelijk resulteert dit in een enorme explosie – een supernova. Tycho’s supernova van 1572 werd geclassificeerd als een Type Ia supernova. Deze treden op als een witte dwergster materiaal aantrekt, of fuseert met, een nabijgelegen begeleidende ster waarbij er een enorme explosie plaatsvindt. De witte dwerg houdt op te bestaan en zijn materiaal wordt de ruimte in geblazen.
Onweerlegbaar bewijs
Decennia lang waren de enige overblijfselen van de explosie van 1572 zeer zwakke flarden neveligheid die alleen zichtbaar waren in grote telescopen; het grootste deel van de resterende puinwolk is vanwege onvoldoende licht nagenoeg onzichtbaar. In juli 1999 werd de Chandra röntgentelescoop gelanceerd. Deze telescoop is gevoelig voor röntgenbronnen die een factor 100 keer zwakker zijn dan eerdere röntgentelescopen. Toen Chandra de supernovarest van Tycho onderzocht werd er voor het eerst een opname verkregen van een compact object in het midden van het overblijfsel. Men vermoedt dat het hier om een neutronenster of misschien zelfs een zwart gat gaat.
De afstand tot de ster van Tycho wordt geschat op 8000 – 9800 lichtjaar en dat betekent dat deze exploderende ster op zijn maximum een werkelijke helderheid had van ongeveer 300 miljoen keer die van de Zon. Zo’n ster straalt in de loop van slechts een paar dagen een hoeveelheid energie uit die gelijk is aan het totale vermogen van de Zon gedurende enkele miljoenen jaren.
Binnenkort een herhaling?
Zullen we ooit de kans krijgen om getuige te zijn van een andere stellaire explosie die lijkt op de supernova van Tycho? Misschien wel. In de afgelopen 1000 jaar zijn er in ons sterrenstelsel slechts vijf supernova’s waargenomen en vastgelegd: een zeer heldere ster die in 1006 in het zuidelijke sterrenbeeld Lupus – Wolf verscheen, een heldere supernova in 1054 in het sterrenbeeld Taurus – Stier; een heldere ster die in 1181 door Chinese astronomen werd waargenomen, Tycho’s ster in 1572 en een supernova die in 1604 uitgebreid werd bestudeerd door de Duitse astronoom Johannes Kepler.
Dit suggereert dat we gemiddeld iedere 250 jaar een supernova zouden kunnen verwachten en op basis van dat tijdsbestek zijn we dus al lang toe aan een nieuwe. En toch hebben we twee keer supernova’s gehad binnen 50 jaar na elkaar, gevolgd door een wachttijd van meer dan 500 jaar tot het volgende paar, opnieuw minder dan 50 jaar van elkaar gescheiden. Als we langs dat vreemde tijdsbestek gaan dan verwachten we misschien pas ver in de 22ste eeuw een nieuwe supernova.
Toch kan niemand met zekerheid zeggen wanneer de volgende supernova onze hemel zal verlichten. Het zou zomaar vanavond kunnen gebeuren en dat is een goede reden om omhoog te blijven kijken!
Eerste publicatie: 14 november 2022
Bron: space.com/Joe Rao
