Een klein internationaal team van astronomen met daarbij Silvia Toonen (UvA) en Gijs Nelemans (RU, KU Leuven en SRON) heeft twee witte dwergsterren ontdekt die om elkaar heen draaien en zullen samensmelten en ontploffen tot een supernova type Ia. Deze missende schakel van de sterrenkunde werd al lang voorspeld en is nu eindelijk gevonden. De onderzoekers publiceren hun bevindingen vandaag in Nature Astronomy.
Supernova-type-Ia-explosies komen veel voor in het heelal. De voorlopers ervan zijn echter lastig te vinden. Het meest gangbare idee is dat deze explosies ontstaan als twee opgebrande zware witte dwergsterren samensmelten. Deze voorlopers waren echter nog nooit gezien. De publicatie van vandaag is de eerste ontdekking.
Zwaar genoeg en dicht genoeg bij elkaar
De betreffende sterren bevinden zich op slechts 150 lichtjaar van ons vandaan. Ze wegen bij elkaar 1,56 keer de massa van de zon. Dat is zwaar genoeg om supernova te worden. Daarbij staan ze dicht genoeg op elkaar om ooit samen te smelten. Hun onderlinge afstand bedraagt een schamele 1/60ste van de afstand aarde-zon. Als de twee witte dwergen gaan samensmelten zal gas en materiaal van de ene ster op de andere botsen en uiteindelijk ontstaat daar een ontploffing die de ster zal laten ontploffen. De details zijn nog niet duidelijk, maar als de twee sterren samen zwaarder zijn dan 1,44 keer de massa van de zon, is het vrij zeker dat het systeem zal ontploffen tot een supernova. "Er wordt al jaren uitgekeken naar zo'n dubbele witte dwerg, dus toen ik dit systeem zag, was ik direct opgetogen", zegt eerste auteur en leider van het onderzoek James Munday van de University of Warwick (Verenigd Koninkrijk).
Serie van telescopen, reeks aan gegevens
De sterrenkundigen maakten voor hun onderzoek gebruik van een serie van telescopen en een reeks aan gegevens. Allereerst leverde de Gaia-satelliet een lijst met kansrijke kandidaten. Vervolgens analyseerden de onderzoekers het sterlicht van deze kandidaten met behulp van twee Nederlands-Britse telescopen op het Spaanse eiland La Palma: de William Herschel Telescoop en de Isaac Newton Telescoop. Ook gebruikten ze de Nordic Optical Telescope (ook op La Palma), de Europese Very Large Telescope (Chili) en gegevens van ruimtetelescoop Hubble en van Pan-STARRS op Hawaï. Mede-auteur Silvia Toonen (Universiteit van Amsterdam) bestudeert al jaren dubbelsterren. "Er zijn al wel meer dubbelsterren gezien, maar ze voldeden nooit aan de goede specificaties. Dat we nu de perfecte witte dubbeldwerg zagen, moest er een keer van komen, maar het duurde wel lang hoor."
Nog 23 miljard jaar wachten
De twee sterren mogen dan wel heel dicht op elkaar staan: de uiteindelijke supernova gaat nog miljarden jaren duren. De sterrenkundigen berekenden dat de sterren op dit moment in 14 en een kwart uur om elkaar heen draaien. De komende miljarden jaren zullen de sterren zwaartekrachtsgolven uitstoten en daardoor langzaam naar elkaar toe spiraliseren. Pas over 23 miljard jaar zullen de sterren elkaar zo dicht genaderd zijn dat de supernova plaatsvindt. De andere Nederlander die meedeed aan het onderzoek is Gijs Nelemans (Radboud Universiteit Nijmegen, KU Leuven en SRON). Hij is onder andere betrokken bij de LISA-missie die over zo'n tien jaar de zwaartekrachtsgolven moet gaan opvangen van dubbele witte dwergen. "De nu ontdekte dubbelsterren staan voor LISA nog te ver van elkaar vandaan. Maar nu we één zo’n systeem hebben ontdekt, en ook nog eens zo dichtbij, volgen er vast meer."
Standaardkaars
Uit het helderheidverloop van type Ia-supernova’s is goed te voorspellen wat hun intrinsieke helderheid is. Daardoor kunnen sterrenkundigen de supernova's gebruiken om nauwkeurig afstanden in het heelal te bepalen. De type Ia-supernova wordt daarom ook wel de standaardkaars van het heelal genoemd. Dit soort supernova's zijn bijvoorbeeld gebruikt om aan te tonen dat het heelal versneld uitdijt.
Bron: Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
