De kans om iets uitzonderlijks te observeren kwam onverwacht. Op 10 april 2024 werd een enorme ster, bekend als supernova SN 2024ggi, geregistreerd in het sterrenstelsel NGC 3621, dat zich ongeveer 22 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt.
Deze ster was een enorme rode superreus, met een massa van 12 tot 15 keer die van de zon en een omvang die 500 keer groter was. Wanneer zulke sterren hun levenscyclus beëindigen, implodeert hun binnenste en worden ze uiteindelijk in één explosieve uitbarsting de ruimte in geblazen. Dit moment was het spektakel voor deze observatie.
Al binnen 26 uur na de ontdekking, richtte het onderzoeksteam zich met behulp van de VLT, een van de grootste telescopen ter wereld, op SN 2024ggi. Deze snelheid is ongebruikelijk, aangezien het precies het moment was waarop het licht van de explosie nog vers en ‘versgebakken’ was. Het kon worden gezien als een poging om de ‘versgemaakte’ vormen van dit kosmische vuurwerk van dichtbij te observeren.
Echter, een supernova op die afstand verschijnt in de telescoop slechts als een punt van licht. Het is een grote uitdaging om uit dat punt een ‘vorm’ te af te leiden. Het onderzoeksteam gebruikte een techniek waarbij ze de polariteit van het licht bestudeerden. Licht kan in de ruimte trillen, en wanneer het wordt verdeeld door de sterrenoppervlak of de omgeving kan het in sommige richtingen meer trilling vertonen dan in andere.
Bij een perfecte bolvormige explosie zouden deze trillingen in alle richtingen elkaar opheffen, resulterend in een polariteit van nul. Maar als er zelfs maar een lichte voorkeur in richting is, zou dit de polariteit behouden. Het team analyseerde zorgvuldig de richting van deze polariteit in verschillende golflengten om de ‘explosie-route’ van het licht terug te berekenen.
Wat ze ontdekten tijdens die vroege momenten van de explosie was verrassend. De eerste schokgolf was niet zoals verwacht in de vorm van een ronde bol, maar eerder in een langwerpige, iets uitgerekte ovaal. Dit betekende dat de explosie van bij het begin af aan een voorkeur had om in bepaalde richtingen sterker uit te blazen.
Waarom bestaat er een as in de explosie? Dit kan worden verklaard door factoren zoals rotatie, magnetische velden, convectie en variaties in de verbranding die dramatisch worden versterkt tijdens de instorting van de kern, wat leidt tot een situatie waarin de uitbarsting in sommige richtingen sterker is dan in andere.
Maar wat gebeurt er met de tijd? Rond de ster zweven gassen en stof die eerder zijn uitgestoten. Wanneer de schokgolf deze tegenkomt, wordt de vorm van de explosie gemakkelijk verstoord. In observaties werd gezien dat zodra de explosie begon te interageren met de omringende gassen, de eerste langwerpige vorm platgedrukt werd.
Verassend genoeg, zelfs met deze vervormingen, bleef de richting van de explosieverdeling in wezen behouden. Dit betekent dat de oorspronkelijke richting van de uitbarsting die vanuit de ster is gekomen en de richting waarin het zich daarna verspreidde, consistent bleef. Deze consistentie wordt duidelijk aangetoond in de polariteitsdata van de studie.
Wat deze bevindingen ook aanduiden, is dat er mogelijk een duidelijke richting te ontdekken valt in de mechanismen van supernova-explosies, wat niet adequaat kan worden verklaard door de eerder gangbare modellen van ‘bijna bolvormige explosies’. Dit is een belangrijke vooruitgang in ons begrip van hoe sterren zware elementen in het heelal verspreiden en hoe dit invloed heeft op de evolutie van sterrenstelsels.
Door te snappen hoe de explosie-vorm eruit ziet, kunnen we ook de interne processen begrijpen van hoe sterren hun energie vervoeren tijdens de kernafbraak. Dit alles stelt ons in staat om in de toekomst nauwkeuriger voorspellingen te doen over hoe en wanneer supernova’s plaatsvinden, evenals de verdeling van de uitgezonden elementen.
Het begrijpen van deze spectaculaire sterfgevallen in het heelal is van cruciaal belang voor ons, aangezien het ook inzichten kan bieden in het ontstaan van ons zonnestelsel en leven. Dit onderzoek is niet alleen een overwinning van menselijke nieuwsgierigheid, maar ook een bewijs van teamwerk, waarbij telescopen en teams over de wereld samenwerkten om deze observatie tot stand te brengen.
Een lid van het onderzoeksteam, Ferdinand Patat van ESO, benadrukte dat deze ontdekking niet alleen onze visie op sterrenexplosies heeft veranderd, maar ook toont dat samenwerking en snelle actie over grenzen heen de sleutel zijn tot het ontrafelen van de mysteries van het universum.
