Astronomen observeerden de laatste 130 dagen die aan zijn dodelijke ontploffing voorafgingen.
Astronomen vermoeden al langer dat massieve sterren tegen het einde van hun leven in een zogenoemde rode reus veranderen. Na een paar keer ‘hikken’ exploderen ze vervolgens in een klassieke supernova die overal in het universum zichtbaar is. Niemand had dit scenario echter ooit in het echt zien voltrekken. Tot nu. “Dit is een doorbraak in ons begrip over de laatste dagen van massieve sterren vlak voordat ze sterven,” aldus onderzoeksleider Wynn Jacobson-Galán.
Gedoemde rode reus
Voor de eerste keer ooit hebben astronomen live het dramatische einde van het leven van een gedoemde rode reus kunnen volgen. Ze waren getuige van de laatst 130 dagen van de stervende ster die daarna explodeerde in een prachtige supernova type II. “Nog niet eerder hebben we kunnen zien wat er met een rode reus gebeurt vlak voordat hij explodeert in een supernova,” zegt Jacobson-Galán. “Voor het eerst zagen we een rode superreus ontploffen.”
Supernovae kunnen op twee manieren ontstaan. Zo kan er een een supernova voorkomen wanneer witte dwergen in dubbelstersystemen exploderen (type Ia). Daarnaast komen typen II, Ib en Ic voor wanneer massieve sterren aan het einde van hun leven zijn gekomen en vervolgens neutronensterren of zwarte gaten vormen.
Onderzoekers kwamen de gedoemde rode reus op het spoor met behulp van de Pan-STARRS-telescoop, gevestigd op de Hawaiiaanse schildvulkaan Haleakala. De ster bleek namelijk een enorme hoeveelheid licht uit te stralen. Een paar maanden later verlichtte een supernova de nachtelijke hemel.
Supernova 2020tlf
Het team legde snel de krachtige flits vast en verkreeg het allereerste spectrum van de energetische explosie, die de naam supernova 2020tlf kreeg. Uit de gegevens bleek dat de ster op het moment van de explosie omringd was met gas; waarschijnlijk hetzelfde gas dat de Pan-STARRS-telescoop een paar maanden terug al had opgepikt en dat destijds met bruut geweld door de ster was uitgespuwd.
Ook na de dodelijke ontploffing bleven de onderzoekers de ster nauwgezet volgen. Op basis van nieuwe verzamelde gegevens bepaalden de onderzoekers dat de rode superreus zich ophield in het spiraalvormige sterrenstelsel NGC 5731, een hemelobject op zo’n 120 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. De ster beschikte over ongeveer tien keer zoveel massa als onze zon.
Rustig
De ontdekking van de rode reus tart eerdere theorieën over hoe gedoemde rode superreuzen zich vlak voor hun dood gedragen. Tot nu toe verliep de ‘doodstrijd’ van eerder waargenomen rode superreuzen relatief rustig; er waren nog niet eerder gewelddadige uitbarstingen of lichtgevende emissies gespot. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt echter dat de rode reus uit de huidige studie wél in zijn laatste dagen helder straalde.
Aan het einde van zijn leven wordt een rode superreus onstabiel en blaast een grote hoeveelheid gas uit voordat hij explodeert in een supernova.
Het betekent volgens de onderzoekers dat in ieder geval een aantal rode reuzen significante inwendige veranderingen ondergaan, die vervolgens resulteren in de tumultueuze uitstoot van gas vlak voordat ze instorten. “Het was alsof we naar een tikkende tijdbom keken,” zegt onderzoeker Raffaella Margutti. “We hebben nog nooit zo’n gewelddadige activiteit bij een stervende rode superreus gezien.”
De onderzoekers zijn van plan meer supernova’s ‘te vangen’ om het sterfproces van sterren beter te doorgronden. Want er valt nog veel te leren. “Ik ben vooral heel enthousiast over alle nieuwe ‘onbekenden’ die zijn ontgrendeld,” zegt Jacobson-Galán. “Als we meer gebeurtenissen zoals SN 2020tlf detecteren, breiden we mogelijk onze kennis over de laatste maanden van stellaire evolutie uit. Het uiteindelijke doel is om het mysterie over hoe massieve sterren de laatste momenten van hun leven doorbrengen, te ontraadselen.”
