Supernova’s

      Geen reacties op Supernova’s

Supernova’s (of Supernovae) zijn immense explosies wanneer een zware ster het einde van haar leven nadert. Deze explosie veroorzaakt een ‘nieuwe’ heldere ster aan de hemel, welke langzaam uit dooft. Een supernova kan helderder zijn dat het sterrenstelsel waarin deze explosie plaatsvind. Een supernova is vrij zeldzaam, er zijn er maar 3 gezien in de Melkweg in de afgelopen 1000 jaar, de laatste was in 1604. Gelukkig zijn er genoeg sterrenstelsels en hebben we er daardoor veel gezien in andere sterrenstelsels.

Supernova’s verspreiden veel van de elementen over de ruimte met snelheden tot wel 30.000 km/u. De schokgolf die bij een supernova wordt geproduceerd, kan zorgen voor de geboorte van nieuwe sterren.

Supernova’s kunnen door 2 basis mechanismen ontstaan: herontbranding van een ster of het ineenstorten door zwaartekracht van de kern. Bij herontbranding kan het zijn dat een witte dwerg genoeg materiaal van een andere ster heeft opgeslokt, dit is het geval in een dubbelstersysteem. In het andere geval wordt de zwaartekracht van een ster groter dan de tegenwerkende kracht van de kernfusie. Sommige supernova’s kunnen door een complexer systeem gebeuren, maar over de 2 eerder genoemde theorieën is overeenstemming bereikt door wetenschappers.

Observaties

De eerste beschreven supernova, SN 185, vond plaats in het jaar 185 en werd door Chinese astronomen gezien. De helderste geregistreerde supernova in de Melkweg was SN 1006 in het jaar 1006, deze werd eveneens beschreven door de Chinezen, maar ook door Islamitische astronomen. De Krabnevel is het overblijfsel van SN 1054. De 2 meest recente supernovas, SN 1572 en SN 1604, hadden een groot effect op de astronomie in Europa. SN 1604 werd door Johannes Kepler uitgebreid bestudeerd.

Crab_Nebula.jpg

De Krabnevel werd zo’n 1000 jaar geleden gevormd na een supernova. Credit: NASA/ESA

Voordat de telescoop er was, werden supernova’s vrij weinig geobserveerd. In 1941 ontwikkelden Fritz Zwicky en Rudolph Minkowski een classificaties systeem voor supernova’s. Daarnaast worden supernova’s tegenwoordig gebruikt om de uitdijing van het heelal mee vast te stellen. We kunnen ook vaststellen wanneer niet geregistreerde supernova’s hebben plaatsgevonden, door naar de overblijfselen te kijken.

De meest heldere supernova ooit geregistreerd was ASASSN-15lh, deze werd gezien in 2015 en had een piek van 570 miljard keer de helderheid van de zon, 2 keer zo groot als elke andere supernova. De oorzaak van deze supernova is niet helemaal bekend, aangezien er verschillende ideeën over zijn.

Supernova’s moeten ontdekt worden voordat ze hun piek bereiken, omdat onder andere het bepalen van de afstand anders minder nauwkeurig is. Gelukkig zijn er veel amateur astronomen die de professionals daarbij helpen. Dit doen ze voornamelijk door met een gewone telescoop naar sterrenstelsels te kijken die relatief dichtbij staan en dan te vergelijken met eerder gemaakte foto’s. Aan het eind van de 20ste eeuw begonnen astronomen steeds meer computergestuurde telescopen en CCD’s te gebruiken. Het SNEWS systeem werd gestart om supernova’s te ontdekken.

Classificatie

Supernova’s worden ingedeeld in een aantal verschillende typen, I t/m V. Onder typen III t/m V vallen de supernova’s die niet voldoen aan de eisen voor type I of II, waar de meeste supernova’s onder vallen. Supernova’s die waterstof bevatten vallen onder type II, is dit niet het geval, dan vallen ze onder type I. Binnen de typen is ook weer een onderscheid te maken.

Type Ia

Een type Ia supernova vindt plaats in een binair stelsel, waarin 2 sterren rond elkaar heen draaien. Een van deze twee sterren is een witte dwerg, de andere kan elke soort ster zijn. Deze witte dwerg steelt dat als het ware de materie van de andere ster, hierdoor wordt de witte dwerg zwaarder. Op een gegeven moment wordt de witte dwerg te zwaar, waardoor de ster in een stort. Op dat moment vindt hetzelfde proces plaats als bij de geboorte van een ster, de druk en temperatuur lopen op, waardoor de ster ontbrandt. Alleen in dit geval is de reactie te heftig voor de ster, waardoor deze explodeert. De type Ia supernova’s geven bijna allemaal even veel licht, dit komt omdat ze een vaste massa (1,2-1,4 zonsmassa’s) en samenstelling (koolstof en zuurstof) hebben. Daarom kunnen we deze supernova’s goed gebruiken om de afstand tot het sterrenstelsel waar deze plaatsvindt te berekenen.

Het spectrum van een type Ia supernova laat geen waterstof zien, maar wel een duidelijke siliciumlijn zien.

Een animatie van een type Ia supernova, waarbij een witte dwerg materie van de andere ster steelt. Credit: ESO/M. Kornmesser (eso.org)

Een animatie van een type Ia supernova, waarbij 2 witte dwergen samenvoegen. Credit: ESO/L. Calçada (eso.org)

Type Ib/c

Bij type Ib supernova’s heeft de ster al haar waterstof verbruikt en is er geen siliciumlijn te zien in het spectrum. Wel is er een duidelijke heliumlijn te zien in ditzelfde spectrum.

Bij type Ic supernova’s heeft de ster al haar waterstof en (bijna al haar) helium gefuseerd tot nieuwe elementen. Het is mogelijk dat er bij dit type supernova ook gamma ray bursts (GRBs) vrijkomen.

Deze 2 typen komen veel minder voor dan type II supernova’s, omdat deze 2 typen alleen vrij zeldzame en hele zware sterren ontstaan.

Type II-P/L/n

SNIIcurva

Het verschil in helderheid tussen een type II-P en II-L supernova.

Bij type II-P supernova’s is een karakteristieke afplatting (plateau) te zien in de grafiek van de lichtsterkte in de tijd. Deze afplatting ontstaat doordat de fotonen worden vast gehouden en dus niet kunnen zorgen dat de ster uitdooft. Later wordt dit wel weer mogelijk en neemt de helderheid van de ster ook af.

Bij type II-L supernova’s neemt de lichtsterkte “lineair” af en ontstaat er geen plateau.

Bij type IIn ontstaan er dunnere lijnen in het spectrum dan bij typen II-P en II-L. Dit komt waarschijnlijk doordat er veel massa verlies optreedt in de ster.

Type IIb

Type IIb supernova’s bevatten een zwakke waterstoflijn in het spectrum, waardoor deze onder type II valt. Later is deze lijn bijna niet meer te detecteren en ontstaat er een piek in de lichtsterkte, waardoor deze meer op een type Ib supernova begint te lijken.

Overzicht

Type I
Geen waterstof in het chemische spectrum
Type Ia
Bevat het element Silicium in het chemische spectrum
Thermisch op hol geslagen
Type Ib/c
Geen tot weinig Silicium in het chemische spectrum
Type Ib
Bevat het element Helium in het chemische spectrum
Instortende kern
Type Ic
Weinig tot geen Helium in het chemische spectrum
Type II
Bevat Waterstof in het chemische spectrum
Type II-P/L/N
Blijft Type II
Type II-P/L
Bevat geen dunne lijnen in het chemische spectrum
Type II-P
Er vormt zich een afvlakking in de lichtcurve
Type II-L
De lichtcurve blijft redelijk lineair afnemen
Type IIn
Bevat dunne lijnen in het chemische spectrum
Type IIb
Het spectrum verandert in het spectrum van een Type Ib supernova

Type III, IV, V

In deze typen vallen de supernova’s die afwijken van de typen I en II supernova’s. Hiervan zijn er maar weinig gevonden. In type III vallen supernova’s met een brede piek in de lichtcurve en brede waterstoflijnen, tot nu toe valt alleen SN 1961i in deze klasse.

Type IV supernova’s lijken op die van type II-P maar heeft zwakkere waterstof emissie lijnen, tot nu toe valt alleen SN 1961f onder type IV.

Type V supernova’s zijn ongewoon vaag, ze worden langzaam helder en hebben een ongewoon emissie spectrum, onder type V valt SN 1961V.

Verschillende andere supernova’s worden gezien als mogelijke type IV of V supernova’s.

Effect

Een animatie van een type II supernova, waarbij een zwart gat ontstaat. Credit: NASA/CXC/A. Hobart

Bij supernova’s komen veel van de zwaardere elementen vrij, dit komt doordat bij een instortende kern de druk en temperatuur toeneemt. Hierdoor kunnen de elementen meer neutronen opnemen en worden ze zwaarder, maar ook instabieler. Door radioactief verval, zullen deze elementen uiteindelijk stabiel worden.

Daarnaast kan de schokgolf die bij een supernova ontstaat deze elementen verspreiden over de omgeving. Deze materialen kunnen terecht komen in wolken van gas en stof waarin nieuwe sterren worden geboren. Ook kan de schokgolf ervoor zorgen dat deze wolken van gas en stof worden samengedrukt en er nieuwe sterren ontstaan, doordat de wolk de toegevoegde energie niet kwijt kan.

Als een supernova in de buurt van de aarde afgaat, dan kan dat grote gevolgen hebben voor de biosfeer. Afhankelijk van het type supernova en de hoeveelheid energie die vrijkomt, heeft die buurt een straal van 3000 lichtjaar. De gammastraling die bij supernova’s vrijkomt kan de ozonlaag zo erg beschadigen dat al het leven op aarde wordt blootgesteld aan schadelijke UV-straling.

Type Ia supernova’s zijn het meest gevaarlijk, als deze dichtbij (30 lichtjaar) de aarde plaatsvinden. Deze vorm van supernova’s zijn waarschijnlijk onvoorspelbaar, vooral als we de binaire systemen in de buurt niet goed bestuderen. Een type II supernova heeft effect als deze dichter dan 26 lichtjaar plaatsvindt, gelukkig staan de meeste sterren die een type II supernova kunnen worden verder dan 500 lichtjaar.

Kandidaten

HyperNova1_LG

Een hypernova, waar nog een apart artikel over komt, waarbij een zwart gat wordt gevormd. Credit: NASA/FSFC/Dana Berry

In de Melkweg zijn verschillende sterren die met een supernova tot hun einde komen. De type II supernova’s zijn makkelijker te voorspellen dan die van type I, aangezien de binaire systemen, waarin een type I supernova plaats kan vinden, vaag zijn en ook nog eens moeilijk zijn te identificeren. Hieronder een tabel met alle supernova kandidaten binnen 1000 lichtjaar en een aantal andere belangrijke kanshebbers.

Let op: Niet alle type supernova zijn 100% zeker. Type II kan dus elk subtype zijn.
Naam Sterrenbeeld Afstand (lichtjaar) Type SN
IK Pegasi Pegasus 150 Type Ia
Spica Virgo 250 Type II
Alpha Lupi Lupus 460 Type II
Antares Scorpius 600 Type II
Betelgeuse Orion 640 Type II
Gamma Velorum Vela 800 Type II
Rigel Orion 800 Type II
VY Canis Majoris Canis Major 4900 Type II
Eta Carinae Carina 7000-8000 Geen (Hypernova)
WR 104 Sagittarius 8000 Type II
UY Scuti Scutum 9500 Type IIb/IIn/Ib/c
Rho Cassiopeiae Cassiopeia 12000 Type II
U Scorpii Scorpius 39000 Type Ia
Over hypernova's, zoals geldt voor Eta Carinae, maak ik nog een apart
artikel.

Bronnen:
Wikipedia
– SolarSystemQuick.com

Vragen? Stel ze hieronder.

About JelleJT

Ik ben Aviation student aan de HvA met een zeer grote interesse in de astronomie en ik heb dan ook een half jaar Natuur- en Sterrenkunde gestudeerd aan de UvA/VU, ook ben ik sinds kort lid van The Planetary Society (TPS). Al in de kleuterklas tekende ik ruimteschepen en vliegtuigen. In groep 4, denk ik, kreeg ik mijn eerste boek over de planeten, sindsdien heb ik steeds meer programma’s gekeken en boeken gelezen. Ik wil mensen graag laten zien hoe mooi het heelal is en hoe klein wij zijn, daarom heb ik deze site gemaakt. Daarnaast wil ik ook graag laten zien dat je niet per se een bachelor- of masterdiploma nodig hebt om veel verstand van iets te hebben.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

* Checkbox voor de AVG is verplicht

*

Ik ga akkoord