Astronomen zijn mogelijk getuige geweest van de eerste bekende ‘superkilonova’ – een ongekende kosmische gebeurtenis die elementen van zowel een supernova als een fusie van neutronensterren combineert. De ontdekking, beschreven in de Astrofysical Journal Letters van 20 december, concentreert zich op een verre stellaire explosie die zich in twee verschillende fasen lijkt te hebben voorgedaan. Dit is van belang omdat het bestaande modellen van hoe dichte stellaire overblijfselen zich gedragen uitdaagt, waardoor mogelijk nieuwe wegen worden onthuld voor het ontstaan van zware elementen in het universum.
Het ongebruikelijke signaal
De gebeurtenis begon met rimpelingen in de ruimtetijd, gedetecteerd door de Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) en de Virgo-detector in Italië. Deze signalen duidden op het samensmelten van twee neutronensterren op ongeveer 1,8 miljard lichtjaar afstand. Wat deze gebeurtenis bijzonder maakte, was dat ten minste één van de samensmeltende neutronensterren minder massa leek te hebben dan de zon.
Dit is belangrijk omdat de gevestigde stellaire fysica voorspelt dat neutronensterren – de ultradichte overblijfselen van supernova’s – minstens 1,4 keer de massa van onze zon zouden moeten hebben. Elke eerder waargenomen neutronenster is massiever geweest. Deze anomalie bracht onderzoekers aanvankelijk in verwarring, wat erop duidde dat er iets ongewoons aan de hand was.
Van Kilonova naar Supernova?
Vervolgwaarnemingen bij het Palomar Observatorium onthulden een roodachtige gloed afkomstig uit dezelfde richting als het zwaartekrachtgolfsignaal. De eerste gegevens leken op een kilonova, een gebeurtenis waarvan al bekend was dat deze door snelle neutronenvangst zware elementen zoals goud en platina produceerde.
In tegenstelling tot typische kilonovae begon dit object echter weer helderder te worden en vertoonde het kenmerken die vaker met supernova’s worden geassocieerd – met name de aanwezigheid van waterstof. Dit bracht astronomen ertoe een radicale hypothese op te stellen: de waargenomen gebeurtenis zou een kilonova binnen een supernova kunnen zijn, of een ‘superkilonova’.
Het voorgestelde mechanisme
De leidende theorie suggereert dat een ster eerst explodeerde als een supernova, waarbij een snel draaiende neutronenster achterbleef. Deze neutronenster viel vervolgens uiteen en splitste zich op in kleinere sterren of vormde een roterende schijf die samensmolt tot meerdere neutronensterren – een proces dat lijkt op planeetvorming. De daaropvolgende botsing van deze kleinere neutronensterren zou de waargenomen kilonova-signatuur hebben voortgebracht.
Resterende onzekerheid
Niet alle onderzoekers zijn overtuigd. Een belangrijk punt van zorg is de vraag of het zwaartekrachtgolfsignaal echt was, of gewoon ruis van aardse bronnen. LIGO voert verdere analyses uit om deze mogelijkheid uit te sluiten. Bovendien blijft het een uitdaging om te verifiëren dat de licht- en zwaartekrachtgolfsignalen werkelijk afkomstig zijn van dezelfde gebeurtenis.
Zoals astronoom Cole Miller opmerkt: “Is het huidige bewijsmateriaal van dien aard dat u uw huis gaat verkopen om kaartjes te kopen voor [de superkilonova-theorie]? Nee.” De mogelijke implicaties zijn echter sterk genoeg om verder onderzoek te rechtvaardigen.
De zoektocht gaat door
Om deze gebeurtenis te bevestigen zijn aanvullende observaties nodig. Het vinden van vergelijkbare gebeurtenissen, vooral dichter bij de aarde, zou de hypothese aanzienlijk versterken. Maar deze gebeurtenissen zijn uitzonderlijk zeldzaam; Er zijn ooit slechts twee kilonovae waargenomen met zowel elektromagnetische golven als zwaartekrachtgolven.
Ondanks de onzekerheid onderstreept de huidige ontdekking het vermogen van het universum om te verrassen. De zeldzaamheid van superkilonovae suggereert dat deze gebeurtenissen niet typisch zijn, maar hun bestaan opent nieuwe wegen voor het begrijpen van extreme astrofysische verschijnselen.
