Hypernovae, krachtigste explosies in heelal

Hallo astrobloggers,

In de vorige drie artikels konden jullie al lezen over nova’s en supernova’s, nu resten ons nog juist de quarknova’s en hypernova’s. Verder wil ik ook wat meer uitleg geven over neutronensterren. Volgende week kunnen jullie een uitgebreid artikel over zwarte gaten verwachten.

Tot nu toe hebben we het enkel gehad over novae, die spectaculair zijn, en supernovae, die superspectaculair zijn. In dit artikel gaat het over hypernovae die nóg veel gewelddadiger exploderen en spectaculairder zijn. Ook de mysterieuze quarknovae komen aan bod.

Van hypernova tot zwart gat

Afgezien van de oerknal zijn hypernova’s de meest gewelddadige explosies. Hypernovae worden gecreëerd wanneer een supermassieve ster (25 keer de massa van de zon) ineenstort tot een zwart gat. Deze explosie is wel 100 keer zo krachtig als die van een supernova. Ook gammaflitsen worden veroorzaakt door hypernovae. Wanneer zo’n hypernova plaatsvindt kan de ster zo zwaar worden dat ze de Oppenheimer-Volkofflimiet (5M¤; lees: 5x massa van de zon) overschrijdt. Als dit gebeurd zal de ster verder ineenstorten en een zwart gat vormen.

Even een overzichtje

We weten nu dat de dood van sterren op een aantal verschillende manieren kan gebeuren. Het einde van de ster hangt eigenlijk af van de massa van de ster. Zo zullen sterren die maximaal 1,4x de massa van de zon hebben eindigen als witte dwerg om daarna verder af te koelen tot zwarte dwerg. Vanaf 1,4M¤ (=Chandrasekhar-limiet) tot 3M¤ zal de ster een supernova worden om daarna een neutronenster te worden. Wanneer we tussen de 3M¤ en 5M¤ zitten, zal de ster eindigen als quarkster. Als laatste kunnen sterren ook eindigen als zwart gat, maar daarvoor moeten ze de Oppenheimer-Volkofflimiet overschrijden, wat groter dan 5M¤ is.

Neutronensterren

Zoals hierboven omschreven zullen sterren met een massa tussen 1,4 en 3 keer de massa van de zon eindigen in een supernova en zelfs verder evolueren tot een neutronenster. De reden hiervoor is omdat tijdens het ineenstorten van de ster de elektronen samensmelten met de protonen tot neutronen. De neutronen zelf kunnen stabiel blijven en omdat de ster nu volledig uit neutronen bestaat noemen we ze een neutronenster. De massadichtheid van dit soort sterren is enorm: één theelepeltje van deze ster weegt meer dan 1 miljard ton. Neutronensterren draaien gigantisch veel toertjes rond hun as, het maximum is 760 omwenteling per seconde! Neutronensterren zijn enorm zwaar, dit heeft als gevolg dat ze veel aantrekken zoals materie van een begeleidende ster uit de buurt (als die er is) of radiostralingen. Deze radiostraling wordt dan weer uitgezonden door de neutronenster langs beide polen van de ster. Als zo’n lichtbundel toevallig naar de Aarde staat gericht zien we iets flikkeren, omdat de neutronenster heel veel omwentelingen maakt rond haar as. Dit staat in de astronomie bekend als een pulsar.

Quarksterren en quarknovae

In het korte overzichtje kon je al lezen dat sterren met een massa tussen 3 en 5 keer de massa van de zon zullen eindigen in een quarkster. Neutronensterren storten dan verder in tot quarksterren en dan spreken we niet meer van een supernova of hypernova, maar van een quarknova. Het is wel nog niet bewezen dat quarksterren, en dus ook quarknovae wel degelijk bestaan. Quarknovae en quarksterren zij dus hypothetische verschijnselen. Men vermoedt dus wel dat ze bestaan, maar we wachten nog op bewijs. Quarksterren danken hun naam aan het feit dat ze bestaan uit quarks. De neutronen splijten dus verder uiteen tot quarks, waarbij een gammaflits vrijkomt.

Eindelijk zijn deze mysterieuze explosies onderzocht en uitgeklaard. Zwarte gaten blijven echter voorlopig nog een groot vraagteken. Volgende week doe ik alle geheimen omtrent zwarte gaten uit de doeken. Zeker lezen dus!

Maxim Reckelbus :)