De supernova 2007bi was niet jouw typische supernova: hij was 10 keer helderder dan een Type Ia-supernova, wat hem tot een van de meest energieke supernova-evenementen ooit maakte. Astronomen van de University of California Berkeley hebben de explosie geanalyseerd, die in 2007 door een robotonderzoek is geregistreerd, en hebben vastgesteld dat dit waarschijnlijk de eerste bevestigde waarneming ooit is die is gemaakt van een supernova met paarinstabiliteit, een soort extreem energetische supernova die is getheoretiseerd maar nooit direct bevestigd.
De bevestigde waarneming van een paarinstabiliteits supernova is langverwacht - de theorie dat ze bestaan bestaat al sinds de jaren zestig - maar het lijkt alsof het wachten voorbij is. De supernova 2007bi, die in april 2007 door de nabijgelegen Supernova-fabriek werd gezien, is de eerste waargenomen supernova die past bij de ondoorgrondelijk grote hoeveelheden supernova-explosies met paarinstabiliteit. Een team van astronomen onder leiding van Alex Filippenko van de University of California Berkeley publiceerde hun analyse in het 3 december nummer van Natuur. De ontdekking werd aanvankelijk gedaan door de nabijgelegen Supernova-fabriek en de emissiespectra van het evenement werden genomen met de Keck-telescoop en de zeer grote telescoop in Chili
Dit type supernovae komt alleen voor bij sterren boven 100 zonsmassa's en is ongelooflijk helder. Energetische gammastraling ontstaat door de intense hitte in de kern van de ster. Deze gammastraling creëert op zijn beurt antimaterieparen van elektronen en positronen. Door deze antimaterieproductie wordt de uitwendige druk van de kernreacties in de kern van de ster verminderd, en neemt de zwaartekracht het over, waardoor de massieve kern van de ster snel instort en een supernova ontstaat.
Er zijn theoretisch twee soorten: degene die exploderen met net genoeg kracht om de massa rond de overgebleven kern van de ster te laten recombineren, en degenen die volledig exploderen zonder dat er een smid over is om een zwart gat of neutronenster te vormen. De supernova 2006gy, die een helderheid had die 10 keer zo groot was als die van een Type Ia supernova, wordt beschouwd als de eerste variëteit. Hier is ons verhaal daarover, kan Antimatter Super-Luminous Supernovae aandrijven? en Eta Carinae kan ook in het profiel passen. deze soorten supernova's met paarinstabiliteit zullen de buitenste schillen van de materie van de ster uitwerpen, in een evenwicht komen en dat proces herhalen totdat de massa laag genoeg is om een normale supernova te laten plaatsvinden.
Maar 2007bi was veel te groot om weer tot rust te komen en meerdere keren te exploderen. Met een massa van 200 zonnen was de weggelopen thermonucleaire explosie die in de kern plaatsvond, energetisch genoeg om de hele ster effectief te verdampen. Pair-instability supernovae in sterren boven 130 zonnemassa's laten niets achter in de weg van zwarte gaten of neutronensterren, maar omdat ze zo energetisch en lichtgevend zijn, piekt het toenemende licht van de explosie over een zeer lange tijd - 70 dagen in het geval van 2007bi.
Hoewel het team de supernova bijna een week na de piek detecteerde, konden ze de duur van de lichtcurve berekenen. Vervolgens bestudeerden ze de overblijfselen van de explosie gedurende de volgende 555 dagen, terwijl deze vervaagde.
Filippenko zei: 'Het centrale deel van de enorme ster was aan het eind van zijn leven met zuurstof versmolten en was erg heet. Toen veranderden de meest energetische fotonen van licht in elektronen-positronenparen, waardoor de kern van druk werd beroofd en deze instortte. Dit leidde tot een explosieve nucleaire explosie die een grote hoeveelheid radioactief nikkel veroorzaakte, waarvan het verval het uitgestoten gas van energie voorzag en de supernova lange tijd zichtbaar hield. ”
De ster was op een andere manier uniek: hij ligt in een nabijgelegen dwergstelsel, dat weinig anders bevat dan de elementen waterstof en helium. Hierdoor lijkt 2007bi veel op de sterren die aan het begin van het heelal bestonden, voordat de biljoenen supernova's het heelal met zwaardere elementen bevolkten. Als je dichter naar dwergstelsels kijkt - het heelal heeft ze in schoppen, maar ze zijn nogal zwak - kan de sleutel zijn om meer van dit soort supernova's te observeren. Als je de explosie en nawerking ervan kunt bestuderen, krijgen wetenschappers een idee van hoe de eerste massieve sterren zich gedroegen.
Bron: persbericht Berkeley Lab
