Wat is een supernova?

Soms zien we ineens een hele heldere ster aan de hemel die er eerst niet was. het lijkt op een nieuwe ster. De heldere ster is in feite geen ster, dat wil zegen, niet meer. De heldere punt aan de hemel die wij waarnemen is het licht van een explosie van een ster die aan het eind van zijn leven is gekomen. Een gebeurtenis die astronomen een supernova noemen.

Supernova’s kunnen korte tijd net zo helder worden als een sterrenstelsel en ze kunnen meer energie uitzenden dan onze Zon gedurende zijn hele leven kan produceren. Supernova’s zijn ook de belangrijkste bron van zwaardere elementen in het heelal.

Gemiddeld vindt er iedere 50 jaar een supernova plaats in een sterrenstelsel zo groot als ons eigen sterrenstelsel. Tenminste iedere seconde explodeert er ergens in het heelal een ster.

Hoe een ster sterft hangt af van zijn massa. Onze Zon bijvoorbeeld, heeft veel te weinig massa om als een supernova te eindigen (Hoewel dat voor de Aarde niet uitmaakt want als onze Zon over enkele miljarden jaren zonder brandstof komt te zitten zal ze opzwellen tot een rode reus. Voor ze zal afkoelen tot een witte dwerg is alle leven op Aarde al lang verdampt.)

Er zijn twee manieren waarop een ster tot een supernova kan overgaan.

Type I supernova: een ster neemt materie op van een nabije begeleider totdat een oncontroleerbare kernfusie gaat optreden.

Type II supernova: een ster is door zijn brandstof heen en stort ineen als gevolg van zijn eigen zwaartekracht.

Supernova's van Type I en Type II hebben een verschillende oorsprong. (Nanjing University)
Supernova’s van Type I en Type II hebben een verschillende oorsprong. (Nanjing University)

 

Type II supernova’s

 

De Krabnevel is het restant van een supernova explosie die in 1054 zichtbaar was. De supernova was zo helder dat hij overdag zichtbaar was. Dezed supernova werd door o.a. de Chinezen uitgebreid bestudeerd. (Nanjing University)
De Krabnevel is het restant van een supernova explosie die in 1054 zichtbaar was. De supernova was zo helder dat hij overdag zichtbaar was. Dezed supernova werd door o.a. de Chinezen uitgebreid bestudeerd. (Nanjing University)

Een ster die als Type II-supernova wil exploderen moet veel zwaarder zijn dan onze zon; schattingen lopen uiteen van 8 tot 15 zonsmassa’s. Als een ster als onze Zon zonder waterstof komt te zitten zal ze helium gaan fuseren in de kern echter de massa van de ster is te gering om daarna koolstof te gaan fuseren.

 

Geleidelijk zullen zwaardere elementen zich ophopen in de kern. Er ontstaat een gelaagdheid die te vergelijken is met de schillen van een ui met de lichtere elementen in de buitenste schillen. Als de kern van de ster een bepaalde massa overschrijdt (de zogenoemde limiet van Chandrasekhar) zal de ster imploderen (om deze reden staan deze supernova’s ook bekend als kern instortingssupernova’s). De temperatuur en de dichtheid van de kern nemen toe. Tenslotte kaatst de implosie terug naar de kernwaarbij materie de ruimte wordt ingeslingerd. Dit zien wij als de supernova. Wat overblijft is een ultra-compact object dat we neutronenster noemen.

Type-II supernova’s worden onderverdeeld in categorieën die gebaseerd zijn op hun lichtcurve. Het licht van een Type II-L supernova neemt geleidelijk af na de explosie. Een Type II-P supernova heeft een lichtcurve die lange tijd stabiel is voordat hij begint af te zwakken. Beide types hebben lijnen van waterstof in hun spectrum.

Sterren die véél zwaarder zijn als onze Zon (20-30 zonsmassa’s) exploderen mogelijk niet als een supernova maar storten ineen en vormen een zwart gat.

Type I supernova’s

Deze supernova’s hebben geen lijnen van waterstof in hun spectrum.

Een Type Ia-supernova ontstaat uit een witte dwerg die deel uit maakt van een dubbelstersysteem. De begeleider wordt door de witte dwerg gestript. Het waterstofgas van deze begeleider hoopt zich op om de witte dwerg. Dit waterstof wordt samengedrukt op de witte dwerg en op een gegeven moment vindt er een oncontroleerbare kernfusie reactie plaats die leidt tot een catastrofale supernova uitbarsting.

Astronomen gebruiken type Ia-supernova’s als standaard kaarsen om afstanden op grote kosmische schaal te bepalen. Dat kunnen ze doen omdat dergelijke supernova’s allemaal een gelijke helderheid hebben in hun maximum.

Type Ib en Type Ic supernova’s ondergaan net als Type II-supernova’s het ineenstorten van hun kern maar ze hebben geen omhulsel van waterstof.

Recente studies hebben aangetoond dat supernova’s trillen als gigantische luidsprekers en dat ze een broomtoon uitzenden voordat ze exploderen.

Eerste publicatie: 6 augustus 2013
Laatste keer bewerkt op: 4 maart 2017