De Galaxy NGC 7424 zoals afgebeeld door Gemini. Klik om te vergroten
Toen een supernova in december 2001 werd ontdekt, bestempelden astronomen hem onmiddellijk als een Type II - wanneer een gigantische ster zonder brandstof komt te zitten en explodeert. Maar toen verdween het veelbetekenende waterstof eromheen en astronomen moesten het opnieuw classificeren als een Type I supernova - wanneer een witte dwerg materie van een metgezel steelt. Astronomen die de Gemini-telescoop in Chili gebruiken, denken dat ze het mysterie hebben opgelost. Ze vonden een begeleidende ster die achterbleef toen de supernova explodeerde; dit leverde de waterstof en maskeerde de originele supernova.
Met behulp van de Gemini South-telescoop in Chili hebben Australische astronomen een voorspelde 'begeleidende' ster gevonden die is achtergelaten toen zijn partner explodeerde als een zeer ongebruikelijke supernova. De aanwezigheid van de metgezel verklaart waarom de supernova, die er op een soort exploderende ster uitzag, na een paar weken zijn identiteit leek te veranderen.
De Gemini-waarnemingen waren oorspronkelijk bedoeld als verkenning voor latere beeldvorming met de Hubble-ruimtetelescoop. "Maar de Gemini-gegevens waren zo goed dat we ons antwoord meteen kregen", zei hoofdonderzoeker, Dr. Stuart Ryder van het Anglo-Australian Observatory (AAO).
De bekende Australische supernovajager Bob Evans zag in december 2001 voor het eerst de supernova 2001ig. Het ligt in de buitenwijken van een spiraalstelsel NGC 7424, dat zich op ongeveer 37 miljoen lichtjaar afstand bevindt in het zuidelijke sterrenbeeld Grus (de kraanvogel).
De supernova werd de volgende maand gevolgd door optische telescopen in Chili. Supernovae worden geclassificeerd op basis van de kenmerken in hun optische spectra. SN2001ig vertoonde aanvankelijk de veelbetekenende tekenen van waterstof, die het als een Type II-supernova had getagd, maar de waterstof verdween later, waardoor het in de Type I-categorie kwam.
Maar hoe kan een supernova zijn type veranderen? Slechts een handvol van dergelijke supernova's, geclassificeerd als "Type IIb" om hun merkwaardige identiteitsverandering aan te geven, is ooit gezien. Slechts één (genaamd SN 1993J) was dichterbij dan SN 2001ig.
Astronomen die SN1993J bestudeerden, hadden een verklaring voorgesteld: de voorloper van de supernova had een begeleidende ster die materiaal van de ster verwijderde voordat deze explodeerde. Hierdoor zou er slechts een klein beetje waterstof op de stamvader achterblijven - zo weinig dat het binnen een paar weken uit het supernovaspectrum zou kunnen verdwijnen.
Tien jaar later bevestigden waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop en een van de Keck-telescopen op Hawaï dat SN 1993J inderdaad een metgezel had. Ryder en collega's vroegen zich af of SN2001ig misschien ook een metgezel had gehad.
Kort nadat SN2001ig was ontdekt, begonnen Ryder en zijn collega's het te volgen met een radiotelescoop, de CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) Australia Telescope Compact Array in het oosten van Australië. De radio-emissie viel na verloop van tijd niet soepel af, maar vertoonde in plaats daarvan regelmatige hobbels en dalen. Dit suggereerde dat het materiaal in de ruimte rond de ster die explodeerde - die laat in zijn leven moet zijn afgestoten - ongebruikelijk klonterig was.
Hoewel de klonten mogelijk materie vertegenwoordigden die periodiek van de stuiptrekkende ster was afgeworpen, was hun afstand zodanig dat een andere verklaring waarschijnlijker leek: dat ze werden gegenereerd door een metgezel in een excentrieke baan. Terwijl hij ronddraaide, zou de metgezel materiaal dat door de voorvader was afgeworpen, in een spiraalvormig (pinwheel) patroon hebben geveegd, met dichtere klonten op het punt in de baan - periastron - waar de twee sterren het dichtst naderden.
Dergelijke spiralen zijn met behulp van de Keck-telescopen rond hete, massieve sterren, genaamd Wolf-Rayet-sterren, afgebeeld door Dr. Peter Tuthill van de Universiteit van Sydney. De hobbels in de radiolichtcurve van SN2001ig waren op een zodanige afstand van elkaar geplaatst dat ze consistent waren met de kromming van een van de spiralen die Tuthill heeft afgebeeld.
"De stellaire evolutietheorie suggereert dat een Wolf-Rayet-ster met een enorme metgezel dit ongewone soort supernova zou kunnen produceren", zei Ryder.
Als de supernova-stamvader een metgezel had, zou het zichtbaar kunnen zijn wanneer het supernovapuin was verdwenen. Dus deden de astronomen een verzoek om te observeren met de GMOS-camera (Gemini Multi-Object Spectrograph) op de 8-meter Gemini South-telescoop.
Toen het tijd was om te observeren, waren de 'kijkomstandigheden' (stabiliteit van de atmosfeer) uitstekend. Slechts anderhalf uur was nodig om het supernova-veld in beeld te brengen - en een geelgroen puntachtig object te onthullen op de locatie van de supernova-explosie.
'We denken dat dit de metgezel is', zei Ryder. "Het is te rood om een stukje geïoniseerde waterstof te zijn en te blauw om deel uit te maken van het supernovarestant zelf."
De metgezel heeft een massa van 10 tot 18 keer die van de zon. De astronomen hopen GMOS de komende maanden opnieuw te gebruiken om een spectrum van de metgezel te krijgen, om deze schatting te verfijnen.
Binaire metgezellen zouden veel van de diversiteit in supernovae kunnen verklaren, suggereert Ryder. "We hebben kunnen aantonen dat het kameleonachtige gedrag van SN2001ig een verrassend eenvoudige verklaring heeft," zei hij.
Dit is pas de tweede keer dat een metgezelster van een type IIb-supernova wordt afgebeeld en de eerste keer dat de beeldvorming vanaf de grond wordt gemaakt.
Een paper over de waarnemingen, "Een post-mortem onderzoek van de Type IIb supernova 2001ig", mede geschreven door Ryder, student van de University of Tasmania, Clair Murrowood en voormalig AAO-astronoom Dr. Raylee Stathakis, werd online gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society op 2 mei. Het is ook HIER beschikbaar.
Oorspronkelijke bron: Gemini Observatory
