Supernovakern met silicium en zwavel ontdekt

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van wetenschappers van het Weizmann Institute of Science (Israël) en Northwestern University (VS) heeft ontdekt dat de kern van een supernova – een exploderende reuzenster – veel zware elementen bevat, zoals silicium, zwavel en argon.

Het is de eerste keer dat wetenschappers deze structuur direct hebben waargenomen vóór de explosie plaatsvond.

De ster, SN2021yfj genaamd, verloor plotseling zijn buitenste lagen, waardoor een vlammende kern in het centrum zichtbaar werd - vermoedelijk het "hart" van de ster - voordat de ster explodeerde.

"We hebben nu bewijs dat er zware elementen in sterren zitten", aldus professor Avishay Gal-Yam, hoofd van de groep experimentele astrofysica aan het Weizmann Instituut. "We wisten dat de zon voornamelijk uit waterstof bestond en hadden de hypothese dat sterren zwaardere elementen bevatten. Maar dit is de eerste keer dat we dat hebben aangetoond."

Naast professor Gal-Yam waren bij het onderzoek ook dr. Ofer Yaron betrokken, een vooraanstaand expert op het gebied van supernovadatabases aan het Weizmann Instituut, en dr. Steve Schulze, de hoofdauteur van het artikel en nu onderzoeker aan de Northwestern University (voorheen lid van Gal-Yams team). Het onderzoeksteam bestond verder uit wetenschappers uit Frankrijk, Italië, China en Ierland.

De ster SN2021yfj werd voor het eerst ontdekt in september 2021 met behulp van de Zwicky Transient Facility in Californië, waarbij met een groothoekcamera de hele nachtelijke hemel werd gescand.

Dr. Schulze ontdekte een ongewone lichtflits in een stervormingsgebied op 2,2 miljard lichtjaar van de aarde.

Om de elementaire samenstelling te bepalen, probeerde het team lichtspectra te verzamelen. Dit is een techniek om licht te analyseren en zo te bepalen welke elementen aanwezig zijn in de explosie.

Door de weersomstandigheden en een gebrek aan geschikte observatieapparatuur duurde het echter enige tijd voordat het team spectrale gegevens van een collega van de Universiteit van Californië, Berkeley, kon verkrijgen.

Professor Gal-Yam constateerde direct na ontvangst van de gegevens de aanwezigheid van silicium, zwavel en argon, iets wat nog nooit eerder was vastgelegd.

Normaal gesproken ontstaat een supernova wanneer een zware ster die het einde van zijn leven nadert, onder invloed van zijn eigen zwaartekracht instort. Dit veroorzaakt een krachtige explosie en het uitzenden van licht dat wekenlang aanhoudt.

Vroeger zag men vaak dat 'gestripte' sterren, nadat ze hun buitenste waterstofschillen hadden verloren, alleen nog maar lagen helium of koolstof en zuurstof vertoonden.

SN2021yfj heeft echter meer lagen verloren, waardoor wetenschappers dieper in de kern kunnen kijken en zwaardere elementen kunnen detecteren die vóór de explosie nooit waren waargenomen.

"Deze ster heeft het grootste deel van het materiaal dat hij tijdens zijn leven heeft gevormd, verloren", aldus dr. Schulze. "We kunnen alleen materiaal zien dat is gevormd in de maanden vóór de explosie. Er moet een of andere heftige gebeurtenis hebben plaatsgevonden."

Wetenschappers vermoeden dat de supernova-explosie het gevolg is van een begeleidende ster, een pre-supernova-uitbarsting of zelfs van ongewoon krachtige sterrenwinden.

"Diep in de kern van een reuzenster kijken vergroot ons wetenschappelijke begrip van de oorsprong van zware elementen", benadrukte professor Gal-Yam. "Elk atoom in ons lichaam en in de wereld om ons heen is ergens in het universum ontstaan. Ze hebben talloze transformaties ondergaan gedurende miljarden jaren voordat ze hier arriveerden, dus het traceren van hun oorsprong en het proces van hun vorming is een enorme uitdaging."

Het onderzoeksteam van professor Gal-Yam zei dat ze door zullen gaan met onderzoek om meer te ontdekken over hoe elementen in het heelal ontstaan.

(Vietnam+)

Bron: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-loi-sieu-tan-tinh-chua-silic-va-luu-huynh-post1056999.vnp