Supernova 1987A: Gegevens van de James Webb-ruimtetelescoop onthullen een neutronenster
James Webb-ruimtetelescoop: JWST lost het mysterie rond het centrum van supernova 1987A op
Het is bijna 40 jaar geleden dat Supernova 1987A oplichtte. Gegevens van de James Webb-ruimtetelescoop leveren nu duidelijk bewijs dat zich in het centrum een neutronenster heeft gevormd.
© NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Cardiff University), Richard Arendt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Universiteit van Stockholm), Josephine Larsson (KTH); Beeldverwerking: Alyssa Pagan (details)
Supernova 1987A was de eerste supernova in bijna 400 jaar die met het blote oog aan de hemel te zien was, maar alleen aan de zuidelijke hemel. Wetenschappers hebben het nu nog eens nader bekeken met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop.
Een internationaal team onder leiding van Mike Barlow van University College London heeft nieuwe gegevens van de James Webb Space Telescope (JWST) kunnen gebruiken om aan te tonen dat er waarschijnlijk een neutronenster in het centrum van het overblijfsel van Supernova 1987A staat. De onderzoekers presenteren hun resultaten in Zakentijdschrift “Wetenschap” voor.
Op 23 februari 1987 werden neutrino's – extreem lichte, zwak interacterende deeltjes – op aarde gemeten vanuit de richting van de Grote Magelhaense Wolk. Dit was een voorbode van een grote vuurwerkexplosie die een dag later zo helder was dat deze met het blote oog zichtbaar was. 1987A was de helderste supernova die zich het dichtst bij de aarde bevond in 400 jaar, maar 37 jaar lang was het niet duidelijk wat zich in het centrum bevond: was het een neutronenster? Of een zwart gat?
Een kerninstorting-supernova zoals 1987A doet zich voor wanneer een ster met een massa tussen acht en tien keer de massa van de zon aan het einde van zijn leven explodeert als gevolg van uitputting van zijn brandstof. Hierbij ontstaan enkele van de belangrijkste chemische elementen, waaronder zuurstof, silicium en magnesium. De uitgestorven kern van deze exploderende sterren kan een compacte neutronenster achterlaten of een zwart gat creëren door de neutronenster kort na zijn geboorte in te laten storten. Hoe kun je bepalen welk van deze objecten zich nu in het centrum van 1987A bevindt?
Barlows team bestudeerde de supernova op infrarode golflengten met behulp van de MIRI- en NIRSpec-instrumenten van de James Webb Telescope. Het kan de dichte lagen gas en stof doordringen die de ster aan het einde van zijn leven heeft afgescheiden. Dergelijke waarnemingen zijn alleen mogelijk geworden met de James Webb-ruimtetelescoop. Wetenschappers ontdekten argon en zwavel waaruit elektronen werden verwijderd en zo geïoniseerd. Deze elementen zijn geconcentreerd nabij het centrum van het supernova-overblijfsel en vereisen een grote hoeveelheid energie om te gloeien.
Het team heeft talloze simulaties uitgevoerd om te bepalen hoe deze energie precies wordt gegenereerd. Slechts twee scenario's zijn in twijfel getrokken, die beide wijzen op een neutronenster: in het eerste geval zendt een hete neutronenster van 100 miljoen graden ultraviolette straling en röntgenstraling uit die argon en zwavel kunnen ioniseren. In het tweede geval draait de neutronenster zo snel rond dat hij deeltjes uit zijn omgeving versnelt tot bijna de lichtsnelheid, die vervolgens in botsing komen met het argon en zwavel. Het tweede scenario is ook van toepassing Eerdere studieswaarbij röntgenfoto's uit 1987A worden onderzocht die de voorkeur geven aan een snel roterende neutronenster met deeltjeswinden als oorzaak.
© Hubble Ruimtetelescoop WFPC-3/JAMES WEBB RUIMTE TELESCOOP NIRSPEC/J. Larson (https://www.eurekalert.org/multimedia/1015148) / (uittreksel)
Supernova 1987A met de James Webb-ruimtetelescoop en Hubble | De afbeelding is een combinatie van gegevens van de JWST- en Hubble-ruimtetelescopen. Lagen van gas en stof uitgestoten door Supernova 1987A zijn oranje weergegeven. Het in dit onderzoek onderzochte argon kan worden gezien als een gecomprimeerde blauwe bron dichtbij het centrum.
Gelukkig voor de onderzoekers konden ze 1987A vergelijken met zijn oorspronkelijke ster dankzij het bestaan van eerdere afbeeldingen ervan. Dit betekent dat het supernovaproces voor het eerst in detail kan worden gevolgd. Over een paar jaar, als de uitgestoten stofwolk blijft uitdijen en dunner worden, kunnen we wellicht een beter zicht krijgen op het centrum van 1987A. Wetenschappers hopen dan een heel kleine neutronenster van dichtbij te bestuderen.
Sta Javascript toe om de volledige functionaliteit van Spektrum.de te behouden.