Raadselachtige 17-de eeuwse explosie veroorzaakt door botsende sterren

Nova Vul 1670

Op de kaart is in rood de nova ingetekend die in 1670 werd waargenomen en opgetekend door de beroemde astronoom Johannes Hevelius en die werd gepubliceerd door de Royal Society in Engeland.

Nieuwe waarnemingen die zijn gedaan met de APEX en andere telescopen hebben aangetoond dat de ster die in 1670 door Europese astronomen werd waargenomen geen nova was maar werd veroorzaakt door een zeer zeldzame botsing tussen twee sterren. De uitbarsting die door de botsing werd veroorzaakt was zichtbaar met het blote oog maar enkele honderden jaren later waren er zeer gevoelige telescopen nodig om de restanten van deze botsing, meer dan 340 jaar later, te bestuderen. De resultaten van dit onderzoek werden vandaag op 23 maart 2015 gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Verschillende beroemde astronomen uit de zeventiende eeuw – zoals de maan cartograaf Johannes Hevelius en de Italiaanse astronoom Giovanni Cassini namen de verschijning van de nieuwe ster in 1670 zeer nauwkeurig waar. Hevelius schreef over een nieuwe ster beneden de kop van de Zwaan maar de ster is nu beter bekend als Nova Vulpeculae 1670. Historische waarnemingen van novae zijn zeldzaam en hebben daarom de interesse van moderne astronomen. Nova Vul 1670 is vermoedelijk de oudste waargenomen nova en tevens de zwakste nova die later is herontdekt.

De studie naar de herkomst van de nova stond onder leiding van Tomasz Kaminski van de ESO het het Max Planck Instituut voor radio Astronmie in Bonn. Hij verklaart: “Vele jaren werd aangenomen dat het ging om een nova maar hoe gedetailleerder de studies werden hoe minder het leek op een gewone nova of een ander type exploderende ster.”

Bij de eerste verschijning in 1670 was Nova Vul 1670 gemakkelijk met het blote oog zichtbaar en varieerde de helderheid gedurende een periode van twee jaar. Daarna verdween de nova maar werd deze toch nog twee keer zichtbaar om daarna voorgoed te verdwijnen. Voor de tijd waarin de nova zichtbaar was werden de waarnemingen gedetailleerd opgetekend maar de astronomen hadden in die tijd geen goede waarneeminstrumenten en kennis van de astronomie om de vreemde verschijning te verklaren.

In de twintigste eeuw stelden astronomen een model op dat de meeste novae kon verklaren door aan te nemen dat er sprake is op hol geslagen explosief gedrag van twee dubbelsterren die dicht bij elkaar staan. Maar Nova Vul 1670 paste totaal niet in dit model.

Zelfs met steeds grotere en betere telescopen konden astronomen geen overblijfselen vinden van deze nova. Lange tijd nam men aan dat deze nova geen sporen had achter gelaten totdat astronomen in de jaren 80 van de vorige eeuw een zeer zwakke nevel ontdekten op de plaats waar de nova plaatsgevonden zou moeten hebben. Echter de nevel was te zwak om er nieuwe aanwijzingen over de aard van het verschijnsel te leren.

Kaminski en zijn team hebben het betreffende gebied nu met submillimeter- en radiotelescopen onderzocht en ontdekten dat de omgeving van de nova was verzadigd met een koud gas dat rijk is aan moleculen met een erg ongebruikelijke chemische samenstelling.

Het team gebruikte zowel de APEX als de SubMillimeter Array (SMA) als de radiotelescoop in het Duitse Effelsberg om de chemische samenstelling te bepalen en de ratio’s tussen verschillende isotopen te bepalen. Dit leverde een gedetailleerd overzicht van de samenstelling van het gebied op waarbij het mogelijk werd om aan te duiden waar het materiaal mogelijk vandaan kwam.

Het team ontdekte dat de massa van het koude materiaal veel te groot was om afkomstig te zijn van een nova explosie en dat ook de verhoudingen van de isotopen rond het gebied waar Nova Vul 1670 plaatsvond anders waren dan je bij een nova zou verwachten. Maar als het geen nova was, wat was het dan wel?

Het team ontdekte dat er een spectaculaire botsing tussen twee sterren heeft plaatsgevonden die veel helderder was dan een nova maar minder helder dan een supernova. Botsingen tussen twee sterren zijn een zeldzaam verschijnsel. Sterren exploderen als ze samensmelten met een andere ster waarbij materiaal vanuit het binnenste van de ster de ruimte in wordt geslingerd. Het zwakke restant dat dan overblijft bevindt zich in een koude omgeving die rijk is aan stof en moleculen. Deze relatief nieuwe klasse van eruptieve sterren komen overeen met het profiel dat de astronomen konden opstellen van Nova Vul 1670.

Het team van astronomen vindt het een grappige ontdekking: het is iets compleet onverwachts!

Bron: persbericht ESO, 23 maart 2015