Astronomen lokaliseren positie van 600 jaar oude nova

astronomen lokaliseren 600 jaar oude koreaanse nova
De nova die op 11 maart 1437 de hemel verlichtte laat tegenwoordig een uitgedijde schil van heet waterstof gas zien. Deze opname is gemaakt met de 1 meter Carnegie Swope telescope in Chili. De ster die leidde tot de nova is aangegeven met rode lijntjes. De ster bevindt zich niet meer in het centrum van de schil maar bevond zich in 1437 bij het rode kruisje. Credit: K. Ilkiewicz/J. Mikolajewska

Na een zoektocht van jaren hebben astronomen de oorsprong van een nova gevonden die door Koreaanse astronomen 600 jaar geleden werd opgetekend. Deze vondst betekent het oudst bekende voorbeeld van een dergelijke stellaire explosie waarvan de locatie exact bekend is. De vondst kan astronomen helpen bij het begrijpen van de aard van dergelijke explosies en de manier waarop ongeveer driekwart van alle sterren evolueren.

Op 11 maart 1437 zagen Koreaanse astronomen iets wat leek op een nieuwe ster aan de nachtelijke hemel. De nova vond plaats dichtbij een ster in de staart van het sterrenbeeld Schorpioen. De uitbarsting die bekend staat als Nova Scorpii AD 1437 was 14 dagen lang zichtbaar. De waarnemingen werden opgetekend In de “Ware Verslagen van het Bewind van koning Sejong”. Dit is een gedetailleerde kroniek over het bewind van een koning die Korea regeerde van 1418 tot 1464.

De onderzoekers wilden weten hoe de nova er nu uit zou zien maar om dat te kunnen doen moesten ze eerst de exacte locatie aan de moderne sterrenhemel vast stellen. Er is meer dan 30 jaar gezocht naar de exacte locatie van de nova.

De details van de sterexplosie wezen er op dat het het ging om een klassieke nova. Dit is een explosie die plaatsvindt in dubbelstersystemen. Ongeveer 75% van alle sterren maakt deel uit van een dubbelstersysteem. In een klassieke nova is één lid van het systeem een witte dwerg – een hele compacte kern van een dode ster die de grootte van de Aarde heeft en die achterblijft als een ster door zijn brandstofvoorraad heen is en zijn buitenlagen heeft afgestoten. Onze Zon en de meeste zonachtige sterren zullen ooit witte dwergen worden.

De nova vindt plaats nadat de witte dwerg te veel brandstof van zijn begeleidende ster heeft overgeheveld. Dit leidt uiteindelijk tot een nucleaire ontsteking.

Er is nog veel onbekend over de nasleep van nova-explosies. Bij een nova blijft de ster intact waar die bij een supernova explodeert. En als een cataclysmische variabele – het duo van een witte dwerg en zijn begeleider – overgaat naar een nova kunnen er daar theoretisch meer nova’s gaan plaatsvinden. Echter er is nog niet veel bekend over hoe een cataclysmisch veranderlijke zich gedraagt tussen twee nova gebeurtenissen in dus het vinden van sporen van recente nova’s helpt bij het in kaart brengen van de levenscyclus van een cataclysmisch veranderlijke.

Toen de onderzoekers ongeveer 30 jaar geleden voor het eerst zochten op de in de geschiedschrijving aangegeven locatie konden ze de nova niet vinden. Het leek erop dat ze op de verkeerde plaats aan het zoeken waren. Het is altijd een grote uitdaging als oude geschiedschrijving wordt onderzocht.

Geen van de oude waarnemingen gaf aan de sterren in het sterrenbeeld een naam of een nummer. In eerste instantie dacht men dat de nova zich tussen twee bepaalde sterren in het sterrenbeeld zou bevinden maar het bleek dat de nova zich twee sterren verderop bevond. Toen men de zoekcriteria uitbreidde werd de nova binnen 90 minuten gevonden.

In het nieuwste onderzoek analyseerden de onderzoekers gegevens die waren verzameld door de Southern African Large Telescope (SALT) en de Las Campanas Observatory’s Swope en de DuPont telescopen. Ook onderzochten ze digitale versies van de fotografische platen uit de archieven van Harvard die meer dan een eeuw aan beeldmateriaal bevatten.

De onderzoekers ontdekten een schil van gas die door een nova was achtergelaten in het sterrenbeeld Schorpioen. Toen ze de beweging van de sterren in dat gebied berekenden bleek dat er een dubbelstersysteem was dat zich op exact de positie bevond om de schil van gas te vormen die 600 jaar geleden ontstond tijdens de nova-explosie.

De fotografische platen uit het Harvard archief lieten tevens zien dat er in de jaren ‘30 en ‘40 van de vorige eeuw kleinere uitbarstingen zijn geweest van dit dubbelstersysteem. Deze zwakkere uitbarstingen staan bekend als dwergnova’s. Deze bevindingen ondersteunen het idee dat de onderzoekers 30 jaar geleden al voorstelden: dubbelstersystemen die leiden tot klassieke nova’s zijn ook verantwoordelijk voor dwergnova’s. Het zijn geen aparte verschijningen zoals door anderen al werd gesuggereerd.

De onderzoekers vergelijken het met de rups en de vlinder. Als mensen slechts enkele dagen zouden leven dan zouden ze nooit weten dat een rups en een vlinder dezelfde wezens zijn. Hetzelfde geldt voor de tijdschaal om van een klassieke nova naar een dwergnova te gaan: hier zitten 200 tot 500 jaar tussen.

De onderzoekers denken dat een oude nova en een dwergnova in wezen hetzelfde zijn alleen worden ze in andere stadia van hun ontwikkeling gezien. Astronomen hopen door meer te weten te komen over klassieke nova’s en dwergnova’s ook meer te leren over dubbelsterren. Het zijn tenslotte de meestvoorkomende sterren in het heelal.

Toekomstig research kan andere nova’s onderzoeken die in de oudheid zijn opgetekend om zo meer over hun evolutie te leren. Men wil minstens een half dozijn andere nova’s vinden om met een grotere zekerheid te kunnen zeggen of alle oude nova’s overgegaan zijn naar dwergnova’s.

De resultaten van het onderzoek zijn op 31 augustus in het tijdschrift Nature gepubliceerd.

 

Eerste publicatie: 3 september 2017