[/onderschrift]
Net zoals psychologen en detectives seriemoordenaars en andere criminelen proberen te 'profileren', proberen astronomen te bepalen welk type sterrenstelsel als een supernova zal exploderen. Maar er is het potentieel om veel te leren in zowel astronomie als kosmologie door te theoretiseren over mogelijke stellaire explosies. Tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society vorige week besprak professor Bradley E. Schaefer van de Louisiana State University, Baton Rouge hoe zoeken in oude astronomische archieven unieke en eerstelijnswetenschap kan opleveren over supernova's - en informatie kan verschaffen over donkere energie - in manieren die geen combinatie van moderne telescopen kan bieden. Bovendien zei Schaefer dat amateurastronomen ook kunnen helpen bij het zoeken.
Schaefer bestudeert gearchiveerde gegevens tot 1890. “Archiefgegevens zijn de enige manier om het langetermijngedrag van sterren te zien, tenzij je de volgende eeuw nachtelijk wilt blijven kijken, en dit staat centraal in veel frontlinie-astronomievragen ," hij zei.
De belangrijkste vraag die Schaefer probeert te beantwoorden is welke sterren voorlopers zijn voor type Ia supernovae. Astronomen proberen dit mysterie al meer dan 40 jaar op te sporen.
Supernovae van het type Ia zijn opmerkelijk helder maar ook opmerkelijk uniform in hun helderheid en worden daarom beschouwd als de beste astronomische "standaardkaarsen" voor metingen over kosmologische afstanden. Supernovae van het type Ia zijn ook de sleutel tot het zoeken naar donkere energie. Deze explosies zijn gebruikt als afstandsmarkeringen om te meten hoe snel het heelal uitdijt.
Een potentieel probleem is echter dat supernova's op afstand anders kunnen zijn dan gebeurtenissen in de buurt, waardoor de maatregelen verstoord raken. Schaefer zei dat de enige manier om dit probleem op te lossen is om het type sterren dat explodeert als Type Ia supernovae te identificeren, zodat correcties kunnen worden berekend. "De aankomende supernova-kosmologieprogramma's met groot geld hebben het antwoord op dit probleem nodig om hun doel van precisiekosmologie te bereiken", aldus Schaefer.
Veel soorten sterrenstelsels zijn voorgesteld als potentiële supernova's, zoals dubbele witte dwerg-binaries die pas in 1988 werden ontdekt en symbiotische sterren die zeer zeldzaam zijn. Maar de meest veelbelovende voorloper zijn de terugkerende novae (RN), meestal binaire systemen waarbij materie van een begeleidende ster op een witte dwerg stroomt. De materie hoopt zich op het oppervlak van de witte dwerg op totdat de druk hoog genoeg wordt om een thermonucleaire reactie te veroorzaken (zoals een H-bom). RN's kunnen elke eeuw meerdere uitbarstingen hebben (in tegenstelling tot klassieke novae die slechts één uitbarsting hebben waargenomen).
Om de vraag te beantwoorden of RN supernova-voorlopers zijn, heeft Schaefer uitgebreid onderzoek gedaan om RN-orbitale perioden, aanwaspercentages, uitbarstingsdata, uitbarstingslichtcurven en de gemiddelde magnitudes tussen uitbarstingen te krijgen.
Een grote vraag was of er voldoende RN-voorvallen waren om het waargenomen aantal supernova's te leveren. Een andere vraag was of de nova-uitbarsting zelf meer materiaal afblaast dan tussen de uitbarstingen wordt verzameld, zodat de witte dwerg geen massa zou winnen.
Door naar de oude luchtfoto's te kijken, kon hij alle ontdekte uitbarstingen tellen en de frequentie van RN-uitbarstingen meten tot 1890. Hij kon ook de massa meten die tijdens een uitbarsting werd uitgeworpen door de verduisteringstijden op de gearchiveerde foto's te meten en vervolgens naar de verandering in de baanperiode tijdens een uitbarsting.
Hiermee kon Schaefer beide vragen beantwoorden: er waren voldoende RN-voorvallen om bronnen te verschaffen voor het waargenomen type Ia-supernovae-percentage. "Met 10.000 terugkerende novae in onze Melkweg, zijn hun aantallen hoog genoeg om alle supernovae van Type Ia te verklaren," zei hij.
Hij ontdekte ook dat de massa van de witte dwerg toeneemt en dat deze binnen een miljoen jaar of zo zal instorten en een supernova van type Ia zal veroorzaken.
Schaefer concludeerde dat ongeveer een derde van alle ‘klassieke novae’ eigenlijk RNe zijn met twee of meer uitbarstingen in de vorige eeuw.
Met deze kennis kunnen astronomische theoretici nu de berekeningen uitvoeren om subtiele correcties aan te brengen door supernova's te gebruiken om de uitdijing van het heelal te meten, wat kan helpen bij het zoeken naar donkere energie.
Een belangrijk resultaat van deze archiefzoekopdracht is de voorspelling van een RN die op elk moment zal uitbarsten. Een RN genaamd U Scorpii (U Sco) is klaar om te 'blazen' en er is al een grote wereldwijde samenwerking ontstaan (genaamd 'USCO2009') om geconcentreerde waarnemingen te doen (in röntgen-, ultraviolette, optische en infrarode golflengten) van het komende evenement. Dit is de eerste keer dat een zelfverzekerde voorspelling heeft vastgesteld welke ster nova zal worden en in welk jaar hij zal opblazen.
Tijdens deze zoektocht ontdekte Schaefer ook een nieuwe RN (V2487 Oph), zes nieuwe uitbarstingen, vijf omloopperiodes en twee mysterieuze plotselinge helderheidsdalingen tijdens uitbarstingen.
Een andere ontdekking is dat de nova-ontdekkingsrendement 'gruwelijk laag' is, zei Schaefer, typisch 4%. Dat wil zeggen, er worden slechts 1 van de 25 novae gespot. Schaefer zei dat dit een voor de hand liggende kans is voor amateurastronomen om digitale camera's te gebruiken om de lucht te bewaken en alle ontbrekende uitbarstingen te ontdekken.
Schaefer gebruikte archieven van over de hele wereld, met als belangrijkste archieven het Harvard College Observatory in Boston, Massachusetts en op het hoofdkantoor van de American Association of Variable Star Observers (AAVSO) in Cambridge, Massachusetts. Harvard heeft een verzameling van een half miljoen oude luchtfoto's die de hele lucht bedekken met 1000-3000 foto's van elke ster die teruggaat tot 1890. De AAVSO is het uitwisselingscentrum voor talloze metingen van sterhelderheid door vele duizenden amateurs wereldwijd van 1911 tot Cadeau.
Bron: Louisiana State University, persconferentie van de AAS
