Vierhonderd jaar geleden werden hemelkijkers, waaronder de beroemde astronoom Johannes Kepler, vooral bekend als de ontdekker van de wetten van de planetaire beweging, opgeschrikt door de plotselinge verschijning van een "nieuwe ster" aan de westelijke hemel, die de schittering van de nabijgelegen planeten.
Moderne astronomen ontrafelen de mysteries van de zich uitbreidende overblijfselen van Kepler's supernova, het laatste dergelijke object dat in ons Melkwegstelsel explodeert, met behulp van de drie in een baan om de aarde draaiende Great Observatories.
Toen op 9 oktober 1604 een nieuwe ster verscheen, konden waarnemers alleen hun ogen gebruiken om deze te bestuderen. De telescoop zou nog vier jaar niet worden uitgevonden. Een team van moderne astronomen heeft de gecombineerde capaciteiten van NASA's Great Observatories, de Spitzer Space Telescope, Hubble Space Telescope en Chandra X-ray Observatory, om de overblijfselen in infraroodstraling, zichtbaar licht en röntgenstralen te analyseren. Ravi Sankrit en William Blair van de Johns Hopkins University in Baltimore leiden het team.
Het gecombineerde beeld onthult een bellenvormige omhulling van gas en stof, 14 lichtjaar breed en expandeert met 6 miljoen kilometer per uur (4 miljoen mph). Waarnemingen van elke telescoop markeren verschillende kenmerken van de supernova, een snel bewegende schaal van ijzerrijk materiaal, omgeven door een uitdijende schokgolf die interstellair gas en stof opveegt.
"Multigolflengtestudies zijn absoluut essentieel om een compleet beeld te krijgen van hoe supernovaresten evolueren," zei Sankrit. Sankrit is een geassocieerd onderzoekswetenschapper, Centrum voor Astrofysische Wetenschappen in Hopkins en leidt voor Hubble-astronoomwaarnemingen.
"De infraroodgegevens worden bijvoorbeeld gedomineerd door verhit interstellair stof, terwijl optische en röntgenobservaties verschillende temperaturen van gas bemonsteren," voegde Blair eraan toe. Blair is onderzoeksprofessor bij de afdeling Fysica en Astronomie van Hopkins en hoofdastronoom voor Spitzer-waarnemingen. 'Er is een reeks observaties nodig om ons te helpen de complexe relatie tussen de verschillende componenten te begrijpen,' zei Blair.
De explosie van een ster is een rampzalige gebeurtenis. De explosie scheurt de ster uit elkaar en veroorzaakt een min of meer bolvormige schokgolf die met een snelheid van meer dan 35 miljoen kilometer per uur (22 miljoen mijl per uur) naar buiten uitsteekt als een interstellaire tsunami. De schokgolf verspreidt zich naar de omringende ruimte en veegt al het zwakke interstellaire gas en stof op tot een expanderende schaal. De stellaire ejecta van de explosie lopen aanvankelijk achter de schokgolf. Het haalt uiteindelijk de binnenrand van de schaal in en wordt verwarmd tot röntgentemperaturen.
Zichtbaar lichtbeelden van Hubble's Advanced Camera for Surveys laten zien waar de supernova-schokgolf in de dichtste gebieden van het omringende gas slaat. De helder gloeiende knopen zijn dichte bosjes die zich achter de schokgolf vormen. Sankrit en Blair vergeleken hun Hubble-waarnemingen met die op grondtelescopen om een nauwkeurigere afstand tot het supernovarestant van ongeveer 13.000 lichtjaar te verkrijgen.
De astronomen gebruikten Spitzer om materiaal te zoeken dat in infrarood licht uitstraalt, dat verwarmde microscopisch kleine stofdeeltjes laat zien die zijn opgeveegd door de supernova-schokgolf. Spitzer is gevoelig genoeg om zowel de dichtste gebieden die door Hubble worden gezien als de hele uitdijende schokgolf, een bolvormige materiaalwolk, te detecteren. Instrumenten op Spitzer onthullen ook informatie over de chemische samenstelling en de fysische omgeving van de zich uitbreidende wolken gas en stof die in de ruimte worden uitgestoten. Dit stof is vergelijkbaar met stof dat deel uitmaakte van de stof- en gaswolk die de zon en planeten in ons zonnestelsel vormde.
De Chandra-röntgengegevens tonen gebieden met zeer heet gas. Het heetste gas, röntgenstralen met hogere energie, bevindt zich voornamelijk in de regio's direct achter het schokfront. Deze regio's verschijnen ook in de Hubble-waarnemingen en komen ook overeen met de zwakke rand van materiaal dat wordt gezien in de Spitzer-gegevens. Koeler röntgengas, röntgenstralen met lagere energie, bevindt zich in een dikke binnenschaal en markeert de locatie van het materiaal dat uit de geëxplodeerde ster is verdreven.
Er zijn de afgelopen 1000 jaar zes bekende supernova's in onze Melkweg geweest. Kepler's is de enige waarvoor astronomen niet weten welk type ster explodeerde. Door informatie van alle drie de grote observatoria te combineren, kunnen astronomen de aanwijzingen vinden die ze nodig hebben. "Het is echt een situatie waarin het totaal groter is dan de som van de delen", zei Blair. 'Als de analyse is voltooid, kunnen we verschillende vragen over dit raadselachtige object beantwoorden.'
Afbeeldingen en aanvullende informatie zijn beschikbaar op http://www.nasa.gov, http://hubblesite.org/news/2004/29, http://chandra.harvard.edu, http://spitzer.caltech.edu , http: //www.jhu.edu/news_info/news/, http://heritage.stsci.edu/2004/29 en http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/kepler.html.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
