Bewijs komt van de vijfde – en helderste tot nu toe – van een nieuwe klasse exploderende sterren
Een Koe-achtige supernova (afgebeeld) kan een zwart gat of een neutronenster achterlaten die energie uitstraalt, waardoor het overblijfsel gloeit in röntgenstralen, optisch licht en radiogolven.
Een schitterende ontploffing van een melkwegstelsel op 2 miljard lichtjaar afstand is de helderste kosmische “koe” die tot nu toe is gevonden. Het is het vijfde bekende object in deze nieuwe klasse van exploderende sterren en hun lang gloeiende overblijfselen, en het geeft astronomen nog meer hints over wat deze mysterieuze ontploffing aandrijft.
Deze Koe-achtige gebeurtenissen, genoemd naar het eerste object dat in 2018 werd ontdekt – met de unieke identificatienaam AT2018cow – zijn een subklasse van supernova-explosies, die slechts 0,1 procent uitmaken van dergelijke kosmische ontploffingen (SN: 21-6-19). Ze worden snel helderder, gloeien briljant in ultraviolet en blauw licht en blijven maandenlang zichtbaar in röntgenstralen met hogere energie en radiogolven met lagere energie.
Röntgenfoto’s van de nieuwste ontdekking, genaamd AT2020mrf, gloeide 20 keer zo helder als de originele Cow een maand na de ontploffing meldde Caltech-astronoom Yuhan Yao op 10 januari op een virtuele persconferentie die werd gehouden door de American Astronomical Society. En zelfs een jaar na de ontdekking van dit nieuwe object waren de röntgenstralen 200 keer zo helder als die van de oorspronkelijke koe. Yao en collega’s meldden ook de resultaten in een paper ingediend op 1 december op arXiv.org.
Dat alles ontrafelen kostte wat tijd. De Zwicky Transient Facility van Caltech’s Palomar Observatory in de buurt van San Diego, Californië, merkte aanvankelijk op 12 juni 2020 een heldere nieuwe lichtflits op, maar astronomen realiseerden zich op dat moment niet wat het was.
In april 2021 waarschuwden onderzoekers van de Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG) ruimtetelescoop, die röntgenlicht bestudeert, Yao en haar collega’s voor een interessant signaal in SRG-gegevens van 21-24 juli 2020, op dezelfde plek in de lucht. “Ik realiseerde me bijna onmiddellijk dat dit misschien weer een Cow-achtig evenement zou zijn”, zegt Yao. De astronomen kwamen in actie en keken naar die locatie met meerdere andere observatoria in verschillende soorten licht.
Lichtpuntje
De helderste Koe-achtige supernova-ontploffing die tot nu toe is waargenomen, AT2020mrf, was in januari 2020 niet zichtbaar (lege cirkel) in röntgenstralen vastgelegd door de Spektrum-Roentgen-Gamma-ruimtetelescoop. Maar in juli was het moeilijk te missen.
Röntgenbewijs van de nieuwe kosmische ‘koe’
Een van die observatoria was het in de ruimte gestationeerde Chandra X-ray Observatory, ’s werelds krachtigste röntgentelescoop. In juni 2021, een jaar na de oorspronkelijke supernova-explosie, legde het röntgenfoto’s vast vanaf dezelfde locatie. Het signaal van de bron “was 10 keer helderder dan ik had verwacht”, zegt Yao, en 200 keer zo helder als de originele Cow een jaar na de explosie.
Nog spannender was dat de sterke punten van zowel de Chandra-röntgendetectie als de originele SRG-röntgenwaarnemingen ook binnen enkele uren in dagen veranderden. Die affakkelende eigenschap, zo blijkt, kan astronomen veel vertellen.
“Röntgenfoto’s geven ons informatie over wat er gebeurt in het hart van deze gebeurtenissen”, zegt MIT-astrofysicus DJ Pasham, die de oorspronkelijke koe heeft bestudeerd maar geen deel uitmaakte van deze nieuwe studie. “De duur van de overstraling geeft je een idee van hoe compact of hoe groot het object is.”
Een compact object zoals een actief etend zwart gat of een snel draaiende en sterk magnetische neutronenster zou de sterke en variabele röntgenstralingssignalen creëren die werden waargenomen, zegt Yao. Dit waren ook de twee meest waarschijnlijke overblijfselen van de oorspronkelijke kosmische koe, maar de AT2020mrf-waarnemingen bieden nog meer zekerheid (SN: 13/12/21).
Verdere observaties en het eerder in het werk vangen van deze objecten met meerdere soorten licht zal onderzoekers helpen meer te weten te komen over deze nieuwe klasse van supernova’s en over welk type ster uiteindelijk explodeert als een koe.
