Wat is een supernova?
Een supernova is de definitieve ondergang van een ster in een monsterexplosie.
Bij de explosie komt ineens alle energie vrij die de ster anders in miljarden jaren tijd zou uitzenden. Daardoor wordt hij veel helderder en kan hij kortstondig een heel sterrenstelsel verlichten.
De explosie ontstaat wanneer een zware ster bezwijkt onder zijn eigen gewicht. De ster stort ineen doordat er in zijn binnenste geen energie meer is om de zwaartekracht tegen te gaan.
Als de ster ineenstort, ontketent de vrijgekomen zwaartekrachtenergie een stortvloed van nieuwe kernreacties, waardoor de ster in feite één grote waterstofbom wordt.
Het woord ‘nova’ betekent ‘nieuw’ en komt uit het boek De nova stella van de Deense astronoom Tycho Brahe uit 1573.
Brahe dacht destijds dat hij een gloednieuwe ster zag, maar in feite was het een bestaande ster die oplichtte.
Tycho Brahes kaart van het sterrenbeeld Cassiopeia met de positie van de nieuwe ster (bovenaan, letter I), die de Deense astronoom in 1572 waarnam. De nieuwe ster bleek later een supernova te zijn.
Nu duidt ‘nova’ een kleinere lichtuitbarsting van een ster aan en ‘supernova’ een explosie.
Hoe observeren we een supernova?
NASA zoekt naar supernova’s
Een supernova is een zeldzame gebeurtenis die in onze Melkweg gemiddeld eens in de 50 jaar voorkomt.
Maar dankzij de uitvinding van telescopen die verre sterrenstelsels kunnen observeren, kunnen we supernova’s vaker opsporen en bestuderen.
NASA gebruikt verschillende telescopen om supernova’s waar te nemen.
Een daarvan is de Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), die röntgenstraling kan opvangen vanuit de verste uithoeken van het heelal.
Als astronomen telescopen als de NuSTAR gebruiken om een supernova te vinden, zoeken ze naar kleine, heldere stipjes die er eerder niet waren in het deel van het heelal dat ze bestuderen.
Die flitsen zijn namelijk het enige wat we zien van de enorme explosie.
Soms treedt een supernova zo dicht bij de aarde op dat hij met het blote oog te zien is. Dit gebeurde voor het laatst in 1604, toen de astronoom Johannes Kepler opeens een nieuwe ster ontdekte aan de nachtelijke hemel.
In 1604 ontdekte de astronoom Johannes Kepler een supernova aan de nachtelijke hemel. De supernova was met het blote oog te zien en bevond zich waarschijnlijk 16.000 tot 23.000 lichtjaar van de aarde. Op deze foto zie je de restanten van de explosie in de vorm van een sterrennevel.
De ster was dus in feite een supernova, die na de ontdekking een jaar onafgebroken bleef schijnen.
Kepler publiceerde een boek over het verschijnsel, en de supernova is later naar hem vernoemd.
Zo ontstaat een supernova
Waterstoftekort hitst ster op
Als een grote ster geen waterstof meer heeft voor het fusieproces in de kern, gaat hij zwaardere elementen fuseren. Het proces versnelt om genoeg energie te produceren om de zwaartekracht te weerstaan.
Ster stort ineen en explodeert
Als de ster is aangekomen bij ijzer, krijgt hij geen energie meer van deze processen en stort hij ineen. Uiteindelijk wordt het stellaire materiaal naar buiten geslingerd in een energierijke explosie van neutrino’s.
Kern blijft achter in nieuwe vorm
Na een supernova-explosie blijft de kern achter in de vorm van een neutronenster of stort hij ineen tot een zwart gat, als de ster zwaar genoeg was. De resten van de supernova worden sterrennevels.
Wanneer werd de eerste supernova gezien?
Chinezen ontdekten supernova als eerste
De beroemde supernova van Johannes Kepler is lang niet de eerste supernova die werd waargenomen.
In 185 n.Chr. zagen Chinese astronomen een ‘vreemde ster’ aan de nachtelijke hemel verschijnen. In werkelijkheid was het geen nieuw hemellichaam, maar een ster die explodeerde als supernova.
De supernova scheen acht maanden lang, dus de sterrenkijkers uit het verleden hadden genoeg tijd om de supernova te observeren en hun waarnemingen vast te leggen.
De bijna 2000 jaar oude supernova vormt de eerste gedocumenteerde waarneming van een supernova ooit.
Supernova scheen twee jaar
Een andere vroege waarneming van een supernova was in 1054. Deze ontdekking werd voor het eerst opgetekend door Chinese astronomen, maar staat ook in documenten uit Japan en het Midden-Oosten.
SN 1054, zoals de oude supernova heet, scheen twee jaar lang aan de hemel, voordat zijn helderheid afnam.
Na een supernova vormen zich zogeheten sterrennevels.
Sterrennevels bestaan uit het gas en stof van de dode ster, en uit de overblijfselen kunnen nieuwe sterren ontstaan.
Uit de resten van supernova SN 1054 ontstond een van de mooiste sterrennevels aan de hemel, de Krabnevel, die staat in het sterrenbeeld Stier.
De Krabnevel ontstond na een supernova en werd voor het eerst in 1758 door de Franse astronoom Charles Messier geobserveerd.
Wordt de zon een supernova?
Zon is te klein om te eindigen als supernova
De zon heeft niet genoeg massa om te exploderen als supernova.
Om te eindigen als supernova, moet een ster minstens acht keer de massa van de zon hebben.
De eerstvolgende kandidaat is de ster Betelgeuze, ook wel Alpha Orionis genoemd. Dit is een van de helderste sterren aan de hemel, die in het sterrenbeeld Orion staat.
De ster staat op 700 lichtjaar van de aarde en is een rode superreus, die binnen 9 miljoen jaar zal instorten.
Omdat Betelgeuze een massa heeft van 11,6 keer die van de zon, zal de ster eindigen als supernova. De explosie zal de aarde geen schade toebrengen, maar wel onze nachtelijke hemel veranderen.
Astronomen van de universiteit van Californië hebben gesimuleerd hoe de supernova zal oplichten in onze Melkweg. Ze schatten dat Betelgeuze drie maanden lang met ruim een tiende van de kracht van een vollemaan zal schijnen.
Nieuwe telescoop zoomt in op supernova’s
Sinds 1990 zweeft de wereldberoemde Hubble-telescoop 569 kilometer boven het aardoppervlak en maakt hij iconische foto’s van onze eigen Melkweg. En hoewel de Hubble nog actief is, komt er een nieuwe generatie ruimtetelescopen aan, die ons meer kan leren over het universum en over de spectaculaire supernova’s.
Een ervan wordt volgens plan in 2025 gelanceerd: de Nancy Grace Roman Space Telescope.
Volgens NASA kan de Nancy Grace Roman Space Telescope een 100 keer zo groot gebied in het heelal fotograferen als de Hubble-telescoop.
Het enorme blikveld van de telescoop maakt het mogelijk om supernova’s van dichterbij te observeren dan ooit. De astronomen gaan ervan uit dat de telescoop duizenden supernova’s zal kunnen vastleggen.
VIDEO: NASA presenteert Nancy Grace Roman Space Telescope
De telescoop is genoemd naar de overleden Amerikaanse astronoom Nancy Grace Roman, die een grote rol speelde bij de realisatie van de Hubble-telescoop. Ze wordt wel de ‘moeder van de Hubble’ genoemd.
De Nancy Grace Roman Space Telescope moet met name het helderste type supernova, Type Ia, documenteren.
Type Ia komt gemiddeld om de 500 jaar voor in de Melkweg, maar omdat de telescoop terug kan kijken naar de tijd dat het heelal slechts 300 miljoen jaar oud was, verwacht NASA allerlei nog onbekende supernova’s te kunnen vastleggen.
De astronomen hopen door de studie van supernova’s meer inzicht te krijgen in de snelheid waarmee het heelal uitdijt. En door het licht van supernova’s te meten, kunnen ze waarschijnlijk ook de hoeveelheid en de verdeling van donkere materie beter inschatten.