Een deel van het materiaal dat overbleef na een supernova-explosie beweegt tegen de verwachting in niet naar buiten, maar naar binnen.

In 1672 moet licht de aarde hebben bereikt van een supernova-explosie die zo’n 11.000 jaar geleden plaatsvond – maar afgaande op historische bronnen lijkt niemand dat destijds te hebben gezien. Het overblijfsel van die supernova, Cassiopeia A of Cas A, wordt de laatste paar decennia echter wél nauwgezet bestudeerd door aardse astronomen. Sterrenkundige Jacco Vink van de Universiteit van Amsterdam doet nu met twee Amerikaanse collega’s een nieuwe duit in het zakje.

Uit de waarnemingen die dit drietal bekeek, blijkt dat niet al het materiaal dat bij de ontploffing het heelal in werd gestuwd nog naar buiten toe beweegt. Een deel gaat de andere kant op, dus naar binnen toe. En dat had eigenlijk pas over een paar duizend jaar moeten gebeuren.

Voorwaartse schokgolf

Een supernova is wat je krijgt als een ster die minstens tien keer zo zwaar is als onze zon door zijn brandstof heen is. Hij blaast dan zijn buitenste lagen met hoge snelheid van zich af, terwijl het binnenste in elkaar klapt tot een neutronenster of zwart gat.

De nasleep van zo’n explosie is best een ingewikkeld proces. “Het materiaal van de ontplofte ster koelt snel af”, vertelt Vink. “Maar de buitenste delen daarvan botsen op omliggend materiaal, wat een voorwaartse schok veroorzaakt. Die schok verhit het omliggende materiaal en zet dat in beweging. Je krijgt zo een hete schil.”

Omgekeerde schokgolf

Die hete schil omringt dan materiaal van de supernova zelf dat al is afgekoeld. “Door de hoge druk in de hete schil loopt er een tweede schokgolf door dat afgekoelde materiaal”, vervolgt Vink. “Dat wordt daardoor weer verhit, en toegevoegd aan de schil.”

Om die tweede schokgolf, de reverse shock of omgekeerde schokgolf, gaat het hier. Je zou misschien verwachten dat die altijd naar binnen gericht is – maar dat is niet zo. De eerste paar millennia na de explosie beweegt deze schokgolf naar buiten toe. Dat komt doordat het supernovamateriaal binnen in de schil sneller beweegt dan de schil eromheen, legt Vink uit. Pas na zo’n 2500 jaar doet de omgekeerde schokgolf zijn naam eer aan beweegt hij écht naar binnen toe.

Versnelling in plaats van vertraging

Maar niet bij Cas A. Vink en collega’s analyseerden beelden van de röntgensatelliet Chandra, gemaakt in een tijdsspanne van negentien jaar. Daaruit concludeerden ze dat in het westen van het supernovaoverblijfsel een deel van de omgekeerde schokgolf nú al naar binnen toe is gericht – 350 jaar na de explosie.

Ondertussen versnelt het materiaal dat aan de buitenkant van het overblijfsel op de voorwaartse schokgolf meesurft. En dat is óók gek, want dat spul zou juist moeten vertragen in dit stadium.

Botsing

Waar dat door komt? Volgens Vink en zijn team is de meest waarschijnlijke optie dat het supernovamateriaal op iets is gebotst op weg naar ‘buiten’. “Dan remt de voorwaartse schokgolf af, om vervolgens weer te versnellen”, zegt Vink. “Ondertussen wordt de omgekeerde schokgolf sterker en gaat hij naar binnen bewegen. En dat hebben we allebei gemeten.”

Het artikel over de ontdekking verschijnt binnenkort in het wetenschappelijke tijdschrift The Astrophysical Journal. Op de site ArXiv.org is een bijna-definitieve versie van de tekst al (gratis) te lezen.