Een Type II supernova is een werkelijk verbazingwekkende astronomische gebeurtenis. Zoals bij alle supernova's, bestaat een Type II uit een ster die aan het einde van zijn levenscyclus ineenstort en explodeert, waardoor hij zijn buitenste lagen verliest. Een subklasse van dit type staat bekend als Type IIb, sterren die zijn ontdaan van hun waterstofbrandstof en ineenstorten omdat ze niet langer in staat zijn om kernfusie in stand te houden.
Zeventien jaar geleden hadden astronomen het geluk om getuige te zijn van een Type IIb-supernova in het sterrenstelsel NGC 7424, op 40 miljoen lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Grus. Nu deze supernova is vervaagd, de Hubble-ruimtetelescoop heeft onlangs het eerste beeld van een overlevende metgezel vastgelegd, wat aantoont dat supernovae inderdaad voorkomen in dubbelsterrenstelsels.
De studie, getiteld "Ultraviolet Detection of the Binary Companion to the Type IIb SN 2001ig", is onlangs gepubliceerd in de Astrophysical Journal. De studie werd geleid door Stuart Ryder van het Australian Astronomical Observatory en omvatte leden van het California Institute of Technology (Caltech), het Space Telescope Science Institute (STSI), de Universiteit van Amsterdam, de University of Arizona, de University of York en de Universiteit van Californië.
Deze ontdekking is tot nu toe het meest overtuigende bewijs dat sommige supernova's ontstaan als gevolg van heveling tussen binaire paren. Zoals Stuart Ryder aangaf in een recent persbericht van NASA:
'We weten dat de meeste massieve sterren in binaire paren zitten. Veel van deze binaire paren zullen interageren en gas van de ene ster naar de andere overbrengen wanneer hun banen ze dicht bij elkaar brengen. ”
De supernova, SN 2001ig genaamd, werd in 2002 door astronomen vastgesteld met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory. In 2004 werden deze waarnemingen opgevolgd met de Gemini South Observatory, die voor het eerst wees op de aanwezigheid van een overlevende binaire metgezel. Omdat Ryder en zijn team de exacte coördinaten kenden, konden ze Hubble op die locatie richten terwijl de gloed van de supernova vervaagde.
De vondst was bijzonder toevallig omdat het ook licht zou kunnen werpen op een astronomisch mysterie, en dat is hoe gestripte envelop-supernova's hun buitenste enveloppen verliezen. Oorspronkelijk geloofden wetenschappers dat ze het resultaat waren van sterren met zeer snelle winden die hun buitenste enveloppen verdreven. Toen astronomen echter op zoek gingen naar de primaire sterren die deze supernova's voortbrachten, konden ze ze niet vinden.
Zoals Ori Fox, een lid van het Space Telescope Science Institute en een co-auteur van het papier, uitlegde:
'Dat was vooral bizar, want astronomen hadden verwacht dat ze de zwaarste en helderste voorlopers zouden zijn. Ook is het enorme aantal supernova's met gestripte envelop groter dan voorspeld. ”
Dit leidde ertoe dat wetenschappers theoretiseerden dat veel van de gestripte omhullende sterren de primaire waren in binaire stersystemen met een lagere massa. Het enige dat overblijft, was het vinden van een supernova die deel uitmaakte van een binair systeem, wat Ryder en zijn collega's wilden doen. Dit was geen gemakkelijke taak, aangezien de metgezel nogal zwak was en aan de grenzen van wat Hubble kon zien.
Bovendien zijn er niet veel supernova's bekend die binnen dit afstandsbereik afgaan. Last but not least moesten ze de exacte positie kennen door middel van zeer nauwkeurige metingen. Dankzij de uitstekende resolutie en het ultraviolette vermogen van Hubble konden ze de overlevende metgezel vinden en fotograferen.
Voorafgaand aan de supernova draaiden de sterren om elkaar met een periode van ongeveer een jaar. Toen de primaire ster explodeerde, had deze een impact op de metgezel, maar hij bleef intact. Hierdoor is SN 2001ig de eerste overlevende metgezel die ooit is gefotografeerd.
Wat de toekomst betreft, hopen Ryder en zijn team precies te kunnen bepalen hoeveel supernova's met gestripte enveloppen metgezellen hebben. Momenteel wordt geschat dat minstens de helft van hen dat doet, terwijl de andere helft hun buitenste omhulsel verliest als gevolg van stellaire winden. Hun volgende doel is om volledig gestripte envelop-supernova's te onderzoeken, in tegenstelling tot SN 2001ig en SN 1993J, die slechts voor ongeveer 90% waren gestript.
Gelukkig hoeven ze niet zo lang te wachten om deze volledig gestripte envelop-supernovae te onderzoeken, omdat ze niet zoveel schokinteractie hebben met gas in hun omgeving. Kortom, aangezien ze hun buitenste enveloppen al lang voordat ze explodeerden, verloren, vervagen ze veel sneller. Dit betekent dat het team slechts twee tot drie jaar hoeft te wachten voordat het op zoek gaat naar de overlevende metgezellen.
Hun inspanningen zullen waarschijnlijk ook worden geholpen door de inzet van de James Webb Space Telescope (JWST), die naar verwachting in 2020 wordt gelanceerd. Afhankelijk van wat ze vinden, zijn astronomen misschien klaar om het mysterie op te lossen van de oorzaken van de verschillende soorten supernova's, die ook meer zouden kunnen onthullen over de levenscycli van sterren en de geboorte van zwarte gaten.
