Als sterren sterven, sterven ze niet in stilte, maar gaan ze liever uit met een knal! Dit staat bekend als een supernova, die optreedt wanneer een ster al zijn brandstof heeft verbruikt en de zwaartekracht instort. Daarbij worden de buitenste lagen van de ster weggeblazen in een enorme explosie die zichtbaar is vanaf miljarden lichtjaren verwijderd. NASA houdt al tientallen jaren sterrenstelsels buiten de Melkweg in de gaten en heeft talloze supernova gedetecteerd.
Zo zijn de afgelopen 20 jaar de Hubble-ruimtetelescoop houdt het sterrenstelsel NGC 5468 in de gaten - een tussenliggend spiraalvormig sterrenstelsel op ongeveer 130 miljoen lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Maagd. In die tijd heeft dit sterrenstelsel 5 supernova's meegemaakt en dankzij zijn oriëntatie (loodrecht op die van onszelf) hebben astronomen dit sterrenstelsel en zijn supernova's tot in de kleinste details kunnen bestuderen.
In sommige gevallen ervaren sterren een supernova aan het einde van hun levensduur zodra ze al hun waterstof- en heliumbrandstof hebben verbruikt - bekend als een type II-supernova. Afhankelijk van de massa van de ster zal hij ofwel een overblijfsel achterlaten dat bekend staat als een neutronenster of een zwart gat. Astronomen hebben echter ontdekt dat sterren in de meeste gevallen supernova worden als gevolg van een binair metgezel dat materiaal van hen “overhevelt”.
Dit scenario, bekend als een type I-supernova, zal zich voordoen wanneer een van de binaire paren al supernova is geworden en een neutronenster of een zwart gat wordt. Terwijl de metgezel de hoofdreeks verlaat en uitgroeit tot een Rode Reus, zal de zwaartekracht van de metgezel van de witte dwerg / zwart gat materiaal van het oppervlak van de Rode Reus overhevelen en het in een schijf trekken die er langzaam op aangroeit.
Na verloop van tijd zal de Red Giant-ster meer massa verliezen aan zijn metgezel dan hij kan ondersteunen, waardoor een weggelopen kernfusie in de kern ontstaat die het supernova-proces zal starten. In beide gevallen zal de explosie resulteren in een intens helder object dat tijdelijk even helder zal schijnen als het hele sterrenstelsel waarin het zich bevindt.
In het geval van NGC 5468 zijn beide soorten supernova's de afgelopen 20 jaar waargenomen, waaronder SN 1999cp, SN 2002cr, SN2002ed, SN2005P en SN2018dfg. Dankzij de oriëntatie van de melkweg ten opzichte van ons konden astronomen elk van de heldere objecten die het resultaat waren van deze vijf supernova's, herkennen op het moment dat ze zichtbaar werden.
De waarneming van supernova's in een ander sterrenstelsel roept een belangrijke vraag op. Hoe vaak gaan sterren supernova in de Melkweg, en wat draagt bij aan de snelheid waarmee de sterren van een sterrenstelsel supernovae worden? Het volstaat te zeggen dat de Melkweg niet veel supernovae ervaart, althans niet die onze astronomen hebben kunnen waarnemen. Sterker nog, de laatste keer dat iemand een supernova in de lucht zag, was meer dan 400 jaar geleden!
Een van de mensen die van deze gebeurtenis getuigde, was de beroemde astronoom Johann Kepler. Op 9 oktober 1604 zag hij het heldere object in de lucht vanuit zijn observatorium in Praag en werd onvermoeibaar bewaakt totdat het twee jaar later uit het zicht verdween. Zijn observaties zijn vastgelegd in een verhandeling met de titel De Stella Nova in Pede Serpentarii (“The New Star in the Foot of the Serpent Handler“), Die in 1606 werd uitgebracht.
Daarna bekend als Kepler's Supernova (of Kepler's Star), zou de verschijning van dit heldere object de zaak van Galileo voor het heliocentrische model versterken. Het staat echter ook op zichzelf als het meest recente voorbeeld van een supernova die in ons sterrenstelsel werd waargenomen. Sindsdien is er slechts één supernova dichtbij huis geweest, wat in 1987 gebeurde.
Deze gebeurtenis, bekend als SN 1987A, was een type II-supernova die plaatsvond in de Grote Magelhaense Wolk, het dwergstelsel op bijna 168.000 lichtjaar van de aarde. Een deel van het probleem heeft te maken met perspectief. Je zou de indruk kunnen krijgen dat het waarnemen van supernova's in ons eigen sterrenstelsel gemakkelijker zou zijn dan ze in verre sterrenstelsels te zien, maar ze zouden het mis hebben.
Het observeren van supernova in ons sterrenstelsel is moeilijker om precies dezelfde reden dat astronomen het moeilijker hebben om de ware grootte en dichtheid van de Melkweg te meten. Kortom, we zitten erin! Omdat we ons in de schijf van de Melkweg bevinden, is het voor astronomen moeilijk om de vele, vele sterren te zien die ook de schijf van de melkweg naar huis roepen.
De sterren die helderder en dichter bij het zonnestelsel zijn, hebben de neiging om de sterren te verbergen die zwakker en verder weg zijn. Ook verhindert de uitstulping in het midden van de Melkweg dat we helemaal kunnen zien wat zich aan de andere kant van de melkweg bevindt. Daarom is het veel moeilijker om een nauwkeurige beoordeling te krijgen van ons eigen sterrenstelsel en wat erin gebeurt.
Gelukkig, in 2006, gebruikte een internationaal team onder leiding van het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics gegevens van de European Space Agency's Integrale satelliet om te berekenen hoe vaak supernova's voorkomen. Op basis van hun analyse hebben ze vastgesteld dat een zware ster gemiddeld ongeveer eens in de 50 jaar in de Melkweg explodeert.
Met andere woorden, NGC 5468 ervaart in 20 jaar wat de Melkweg 250 jaar nodig heeft om te ervaren (ofwel een factor van twaalf en een half). Je kunt het niet helpen, maar voel me een beetje nederig door dat feit. Gelukkig hebben wetenschappers een vrij goed idee van wanneer de volgende supernova in ons sterrenstelsel zal plaatsvinden - een drievoudig stersysteem op 8000 lichtjaar van de aarde.
Dit sterrenstelsel is officieel aangeduid als 2XMM J160050.7-514245, maar heeft door astronomen de bijnaam "Apep" gekregen (naar de Egyptische slangengod). Omdat dit systeem een voorbeeld is van een snel roterende Wolf-Rayet-ster - bestaande uit een grote ster met twee metgezellen, omgeven door een enorm stofrad - wordt verwacht dat het een langdurige Gamma-Ray Burst (GRB) zal produceren wanneer het ondergaat gravitatie-ineenstorting.
Als het sterrenstelsel over een paar honderdduizend jaar supernova wordt, zal dat om twee redenen een gedenkwaardige gelegenheid zijn. Het zal niet alleen de eerste GBR in ons sterrenstelsel zijn die door astronomen wordt waargenomen, maar het zal ook lang genoeg zichtbaar zijn voor astronomen om het te bestuderen. Laten we hopen dat de mensheid of een uitloper daarvan rond die tijd bestaat om het te waarderen.
Zoals altijd vertellen observaties van andere sterrenstelsels in het heelal ons meer over de melkweg die we bewonen. Tot de dag komt dat we buiten ons sterrenstelsel kunnen stappen en ernaar terugkijken, zullen we gedwongen worden om op deze manier een beter gevoel van onze omgeving te krijgen.
