supernova: vloek of zegen?

Hallo astrobloggers,

De komende weken heb ik het over supernovae en al haar creaties. Vorige week kon je lezen wat ‘gewone’ novae (en varianten erop) zijn. Deze week wil ik het iets groter aanpakken: we gaan voor supernovae. Reken er dus maar op dat dit artikel super wordt.

Wat is een supernova?

Een supernova is van op de Aarde gezien hetzelfde als een nova: een plotse verheldering van een ster die daarna geleidelijk terugkeert tot haar normale magnitude. Maar wanneer we dichter bij die ster zouden kijken, zouden we zien dat het niet om hetzelfde fenomeen gaat. Een nova is namelijk een uitstoting van gas door een witte dwerg uit een nauw dubbelsterrenstelsel ten gevolge van een kernfusiereactie (zie artikel ‘novae’), terwijl een supernova een gigantische uitbarsting is van gas ten gevolge van een explosie van een ster. Een supernova kan op twee manieren ontstaan. 1) Een zware ster die op het einde van haar leven is gekomen (typen Ib, Ic en II). 2) witte dwergen uit een nauw dubbelsterrenstelsel kunnen zich ook ontwikkelen tot supernovae (type Ia).

Supernova’s: vloek of zegen?

Het leuke aan supernova’s is dat ze twee kanten hebben. Ze zorgen voor totale vernietiging, maar ook voor creatie van nieuwe elementen in het heelal. Elementen zoals ijzer, goud, natrium en calcium (zwaardere elementen) zijn ontstaan door een supernova. Zo bestaan wij eigenlijk uit sterrenstof afkomstig van supernovae. We hebben dus ons eigen bestaan te danken aan deze gigantische explosies. Ook het gas dat de ruimte in wordt gespuwd bij zo’n explosie is heel vruchtbaar voor de geboorte van nieuwe sterren. Zo is ons eigen zonnestelsel waarschijnlijk ontstaan uit supernovarestanten. Supernova’s houden dus het leven in stand door te vernietigen en te creëren. We zijn dan wel ontstaan uit supernovarestanten, maar een supernova die te dicht in onze buurt plaatsvindt is fataal voor het leven op Aarde. Ze blazen hun felgekleurde gas door de atmosfeer van de Aarde waarna ze alles verbranden.

Wanneer krijg je een supernova?

Onze zon zal gelukkig niet eindigen in een supernova, daarvoor is ze niet zwaar genoeg. Maar dan is de vraag: “Wanneer krijg je dan wel supernovae?”.

Ten eerste is een supernova het einde van elke zware ster in ons heelal. Dit wordt supernova van type II genoemd. Het is de gewelddadige dood voor sterren die minstens acht keer de massa van de zon hebben. Hierbij explodeert de buitenste schil van de ster ten gevolge van een implosie van de kern van de ster. (Bij lichtere sterren gaat het er veel rustiger aan toe à zie artikel ‘levenscyclus sterren’). Alle sterren doen doorheen hun hele leven aan kernfusie waarbij ze waterstof omzetten in helium, helium in koolstof, koolstof in neon, neon in zuurstof, zuurstof in silicium, en silicium in ijzer. Bij niet-massieve sterren duurt deze cyclus zo’n 10 miljard jaar, maar bij massieve sterren duurt dit slechts 10 miljoen jaar, omdat de ster veel groter is en dus aan een sneller tempo kan fuseren. Doordat er tijdens de laatste fase, waarbij silicium wordt omgezet in ijzer, meer en meer ijzer in de kern komt te zitten waardoor de dichtheid groter wordt, wordt de ster na een enige tijd zo zwaar dat de elektronen in de kern ontaard worden. Dit wilt zeggen dat de gasdruk en stralingsdruk niet genoeg weerstand kunnen bieden tegen de zwaartekracht van de ster, waardoor de ster instabiel wordt en ineen stort.

De instorting van de kern gaat door tot het de grootte van een atoom heeft bereikt. De kern is nu een gigantisch klein en massief bolletje. De buitenste lagen die nog toekomen bij het binnenste van de kern, kaatsen tegen de keiharde kern en worden zo de ruimte ingeblazen. Deze grote schokgolf is vermoedelijk al genoeg om de ster helemaal uiteen te rijten, maar als dat niet werkt zijn er nog altijd neutrino’s in de ster die de energie afvoeren uit de sterkern, waardoor de kern nog meer instort.

Dit gaat over supernovae van type II, er zijn dus vanzelfsprekend ook supernovae van type I, en dit is zelfs onder te verdelen in drie soorten. Daarover meer volgende week!

Maxim Reckelbus :)