Nieuwe resultaten van het Chandra X-Ray Observatory suggereren dat de meeste type Ia-supernovae optreden als gevolg van de fusie van twee witte dwergen. Deze nieuwe bevinding biedt een grote vooruitgang bij het begrijpen van het type supernova's dat astronomen gebruiken om de uitdijing van het heelal te meten, waardoor astronomen op hun beurt donkere energie kunnen bestuderen waarvan wordt aangenomen dat ze het heelal doordringt. "Het was een grote schande dat we de omstandigheden en voorlopersystemen van enkele van de meest spectaculaire explosies in het universum nog steeds niet kenden", zei Marat Gilfanov van het Max Planck Instituut voor Astrofysica vandaag op een persconferentie met verslaggevers. Gilfanov is de hoofdauteur van de studie die verschijnt in de editie van 18 februari van het tijdschrift Nature.
Type Ia supernovae dienen als kosmische mijlmarkeringen om de uitdijing van het universum te meten. Omdat ze op grote afstanden te zien zijn en ze een betrouwbaar helderheidspatroon volgen. Tot nu toe waren wetenschappers echter niet zeker wat de explosies eigenlijk veroorzaakt.
De meeste wetenschappers zijn het erover eens dat een Type Ia-supernova optreedt wanneer een witte dwergster - een ingestort overblijfsel van een oudere ster - zijn gewichtslimiet overschrijdt, onstabiel wordt en explodeert. De twee belangrijkste kandidaten voor wat de witte dwerg over de rand duwt, zijn het samenvoegen van twee witte dwergen, of aanwas, een proces waarbij de witte dwerg materiaal van een zonachtige metgezelster trekt totdat het zijn gewichtslimiet overschrijdt.
"Onze resultaten suggereren dat de supernova's in de sterrenstelsels die we bestudeerden bijna allemaal afkomstig zijn van twee samenvoegende witte dwergen", zegt co-auteur Akos Bogdan, ook van Max Planck. 'Dit is waarschijnlijk niet wat veel astronomen zouden verwachten.'
Het verschil tussen deze twee scenario's kan gevolgen hebben voor de manier waarop deze supernova's kunnen worden gebruikt als "standaardkaarsen" - objecten met een bekende helderheid - om enorme kosmische afstanden te volgen. Omdat witte dwergen in verschillende massa's kunnen voorkomen, kan het samenvoegen van twee tot explosies leiden die enigszins in helderheid variëren.
Omdat deze twee scenario's verschillende hoeveelheden röntgenstraling zouden genereren, gebruikten Gilfanov en Bogdan Chandra om vijf nabijgelegen elliptische sterrenstelsels en het centrale gebied van het Andromedastelsel te observeren. Een type Ia supernova veroorzaakt door aangroeiend materiaal produceert een aanzienlijke röntgenstraling vóór de explosie. Een supernova van een samenvoeging van twee witte dwergen zou daarentegen aanzienlijk minder röntgenstraling opleveren dan het accretiescenario.
De wetenschappers ontdekten dat de waargenomen röntgenstraling een factor 30 tot 50 keer kleiner was dan verwacht uit het accretiescenario, waardoor het feitelijk werd uitgesloten.
Dus de Chandra-afbeelding hierboven zou ongeveer 40 keer helderder zijn dan waargenomen als Type Ia-supernova in de uitstulping van dit sterrenstelsel werd veroorzaakt door materiaal van een normale ster die op een witte dwergster viel. Voor vijf elliptische sterrenstelsels werden vergelijkbare resultaten gevonden.
Dit impliceert dat in deze sterrenstelsels witte dwergfusies overheersen.
Een open vraag blijft of deze fusies van witte dwergen de primaire katalysator zijn voor Type Ia supernovae in spiraalstelsels. Verdere studies zijn nodig om te weten of supernova's in spiraalstelsels worden veroorzaakt door fusies of een mengsel van de twee processen. Een ander intrigerend gevolg van dit resultaat is dat een paar witte dwergen relatief moeilijk te herkennen is, zelfs met de beste telescopen.
"Voor veel astrofysici leek het fusiescenario minder waarschijnlijk omdat er te weinig dubbelwitte dwergsystemen bleken te bestaan", zei Gilfanov. "Nu zal dit pad naar supernovae nader moeten worden onderzocht."
Bron: NASA
