De ontdekking verwijst naar ongebruikelijke scenario’s voor hoe sterren kunnen evolueren voordat ze ontploffen
Een zeldzame glimp van een ster voordat deze explodeerde in een vurige supernova lijkt in niets op wat astronomen hadden verwacht, suggereert een nieuwe studie.
Afbeeldingen van de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat een relatief koele, gezwollen ster zijn leven beëindigde in een waterstofvrije supernova. Tot nu toe dacht men dat supernova’s zonder waterstof alleen afkomstig waren van extreem hete, compacte sterren.
De ontdekking “is een zeer belangrijke testcase voor stellaire evolutie”, zegt Sung-Chul Yoon, een astrofysicus aan de Seoul National University in Zuid-Korea, die niet bij het werk betrokken was. Theoretici hebben wel een idee hoe zware sterren zich gedragen vlak voordat ze ontploffen, maar zulke zware sterren zijn schaars in het plaatselijk universum en velen zijn nog lang niet klaar om als supernova te gaan, zegt Yoon. Het met terugwerkende kracht identificeren van de ster die verantwoordelijk is voor een supernova, biedt de mogelijkheid om scenario’s te testen van hoe sterren evolueren vlak voordat ze exploderen.
Het vinden van die sterren is echter moeilijk, legt Charlie Kilpatrick uit, een astronoom aan de Northwestern University in Evanston, Illinois. Een telescoop moet in de jaren voorafgaand aan de supernova naar dat exacte deel van de hemel hebben gekeken. En de explosie moet dichtbij genoeg hebben plaatsgevonden om licht van zijn veel zwakkere bronster een telescoop te laten bereiken.
Hoewel het lastig is om aan beide voorwaarden te voldoen, laat Kilpatrick zich niet ontmoedigen door de jacht. Nadat wetenschappers in december 2019 een supernova hadden ontdekt in een sterrenstelsel genaamd NGC 4666 op ongeveer 46 miljoen lichtjaar afstand, haastten hij en zijn collega’s zich om oude Hubble-waarnemingen vanuit hetzelfde deel van de lucht te bekijken. Ze wilden de ster achter de explosie vinden, genaamd SN 2019yvr.
Na het bestuderen van beelden en het controleren van waarnemingen met die van telescopen op de grond, vond het team hun steengroeve: een ster op dezelfde plek als de supernova, ongeveer 2,6 jaar voor de explosie waargenomen. Het bleek een gele ster te zijn van ongeveer 6.500 ° Celsius en ongeveer 320 keer breder dan de zon.
“Ik was een beetje verbaasd door dat alles”, zegt Kilpatrick. De supernova SN 2019yvr had geen waterstof, dus werd verwacht dat zijn voorloper ook waterstofarm zou zijn. Maar “als een ster geen waterstofomhulsel heeft, verwacht je dieper in de ster naar de warmere lagen te kijken”, zegt Kilpatrick. Dat wil zeggen, de ster had er extreem heet en blauw en compact uit moeten zien – misschien 10.0000 tot 50.000 ° C, en niet meer dan 50 keer breder dan de zon. De coole, grote, gele stamvader van SN 2019yvr, aan de andere kant, leek te zijn opgevuld met veel waterstof. De onderzoekers rapporteren de resultaten op 5 mei in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.
Wil dit soort ster een supernova zoals SN 2019yvr hebben geproduceerd, dan moet het veel van zijn waterstof hebben uitgestoten voordat het werd opgeblazen, zegt Kilpatrick. Maar hoe?
Hij en zijn collega’s hebben een paar scenario’s bedacht. De ster zou veel van zijn waterstof in de ruimte kunnen hebben verdreven door gewelddadige uitbarstingen, mogelijk veroorzaakt door enige instabiliteit in de kern van de ster of interferentie van een andere ster in de buurt. Of misschien kan de waterstof van de ster zijn verwijderd door een andere ster die er omheen draaide.
Om deze mogelijkheden te verkleinen, stelt Jan Eldridge, een astrofysicus aan de Universiteit van Auckland in Nieuw-Zeeland, voor om de Hubble-telescoop terug te draaien naar dat deel van de lucht. Astronomen moeten er eerst voor zorgen dat de ster 2,6 jaar voordat SN 2019yvr werd gezien, nu echt verdwenen is, zegt Eldridge, die niet bij het werk betrokken was. Onderzoekers zouden ook kunnen controleren of er nog steeds een ster is die ooit in een baan om de voorloper van SN 2019yvr draaide.
‘Ze hebben een mysterie gevonden en ze hebben een aantal oplossingen’, merkt Eldridge op. In een poging erachter te komen hoe zo’n onwaarschijnlijke ster deze specifieke supernova heeft gehaald, zegt ze, “wordt leuk.”