Het gaat om een heel nieuw soort sterexplosies die de wetenschappers ‘micronova’s’ hebben gedoopt.

We weten dat het er in het heelal vaak hevig aan toe gaat. Ontploffende sterren, waarbij de buitenste lagen het universum in worden geslingerd en waar ongelofelijk veel energie bij vrijkomt, zijn zeker geen zeldzaamheid. Ondertussen weten we van het bestaan af van verschillende sterexplosies, waaronder gewone nova’s en supernova’s. Maar nu kunnen we een nieuw soort sterexplosie aan dit rijtje toevoegen, namelijk de micronova’s.

Micronova
Anders dan de naam doet vermoeden, zijn micronova’s extreem heftige uitbarstingen op het oppervlak van witte dwergsterren (zie kader). Wel zijn micronova’s minder krachtig dan gewone nova’s; het type sterexplosie dat astronomen al eeuwen kennen. Daarnaast is een micronova kleiner van omvang en duurt slechts enkele uren. Ten slotte verbruikt een micronova ongeveer een miljoenste van de hoeveelheid brandstof van een gewone nova. Vandaar de term ‘micro’; een miljoenste.

Meer over witte dwergen
Als een ster ouder wordt, valt de waterstoffusie in de kern van de ster stil en zwelt deze op. Dan ontstaat een rode reus. Wanneer de ster vervolgens zijn buitenste lagen gas en stof weg blaast, trekt de kern samen en blijft een witte dwerg over. De ster is aan het einde van zijn leven gekomen. Zo’n witte dwerg is ongeveer net zo groot als de aarde, maar heeft een veel grotere dichtheid (een theelepel witte dwerg-materie weegt ongeveer net zoveel als een olifant op aarde!). Het sterfproces heeft daarnaast grote invloed op de planeten die rond zo’n ster cirkelen. De meeste planeten zullen namelijk naar de ster toegetrokken en opgeslokt worden.Ook onze zon zal over vijf miljard jaar eindigen als een compacte witte dwerg. Sterker nog, ongeveer 97 procent van alle sterren veranderen in witte dwergen.

Het team stuitte voor het eerst op deze mysterieuze micro-explosies bij het analyseren van gegevens van planetenjager TESS. “Bij het doorspitten van die gegevens ontdekten we iets ongewoons: een heldere lichtflits die een paar uur aanhield,” vertelt onderzoeker Nathalie Degenaar. “Toen we verder zochten, vonden we meer van dit soort signalen.”

Drie witte dwergen
Uiteindelijk spotten de astronomen micronova’s op drie verschillende witte dwergsterren. Alle drie hebben een begeleidende ster waarvan ze waterstof ‘stelen’. Daarnaast bezitten ze een sterk magnetisch veld. De onderzoekers vermoeden dat het waterstofgas zich door het magnetisch veld verzamelt bij de polen. Het idee is dat langzaam maar zeker de temperatuur en druk aan de polen stijgen totdat het waterstof fuseert tot helium en er een thermonucleaire explosie ontstaat.

Deze artistieke impressie toont een dubbelstersysteem, bestaande uit een witte dwerg (op de voorgrond) en een begeleidende ster (op de achtergrond), waarin micronova’s kunnen optreden. De witte dwerg onttrekt materie aan zijn begeleider, die naar zijn polen wordt geleid. Wanneer het materiaal op het hete oppervlak van de witte dwerg valt, veroorzaakt dat een micronova-explosie die zich tot een van de polen van de witte dwerg beperkt. Afbeelding: Mark Garlick

De bevindingen laten zien dat het heelal nog altijd verrassingen voor ons in petto heeft. “”We dachten wel te weten hoe explosies op sterren ontstaan,” vertelt onderzoeksleider Simone Scaringi. “Maar deze ontdekking suggereert dat ze ook op een compleet andere manier op gang kunnen komen.” De resultaten suggereren dat waterstoffusie ook een heel lokaal verschijnsel kan zijn. Het waterstof kan zich bij sommige witte dwergen ophopen op magnetische polen, waardoor de fusie zich tot die plek beperkt.

Vergis je niet! Hoewel het voorvoegsel ‘micro’ suggereert dat het om onbeduidende gebeurtenissen gaat, is niets minder waar: bij één zo’n uitbarsting wordt ongeveer 20.000.000 biljoen kilogram, of ongeveer 3,5 miljard Grote Piramides van Gizeh, aan brandstof verbruikt!

Heterdaad
Waarom astronomen nu pas van het bestaan van micronova’s afweten? “Dat komt onder andere doordat ze zo kort duren,” legt onderzoeker Paul Groot uit. “Ze laten zich maar moeilijk op heterdaad betrappen. Het fenomeen lijkt heel erg op de Type-I-uitbarstingen in neutronenstersystemen, maar pas nu konden we met de gegevens van TESS de link leggen.”

De nieuw ontdekte micronova stellen de bestaande ideeën over sterexplosies op de proef. De jacht op micronova’s gaat dan ook door. Het team is van plan de komende tijd meer van dergelijke extreem heftige explosies op uitgeputte sterren met behulp van een combinatie van langlopende waarnemingscampagnes en snelle vervolgmetingen vast te leggen. En mogelijk wachten er nog vele op ontdekking.