Supernova SN 1181 werd 843 jaar geleden in 1181 CE met het blote oog gezien in Japan en China. De remanent ervan kon echter lange tijd niet worden geïdentificeerd. In 2021 werd de nevel Pa 30, gelegen in de richting van het sterrenbeeld Cassiopeia, geïdentificeerd met de supernova SN 1181. De witte dwergster in het centrum van de Pa 30-nevel, nu de ster van Parker genoemd, is het remanent van een supernova-gebeurtenis die het resultaat was van de fusie van twee witte dwergen. Deze supernova-gebeurtenis was zeldzaam en is geclassificeerd als SN Type Iax. Uit een recent onderzoek blijkt dat het remanent van deze supernova opnieuw een fusie ondergaat, die onlangs rond 1990 begon.
De aarde en de zon zullen niet eeuwig blijven zoals ze zijn. De aarde zal nog 4 miljard jaar bewoonbaar blijven totdat de zon haar eindstadium ingaat (behoudens door de mens veroorzaakte of natuurrampen zoals een kernoorlog, impact met een asteroïde, enorme vulkaanuitbarsting, enz.).
De zon is een gewone, relatief jonge ster in ons eigen sterrenstelsel. Zoals alle sterren heeft ook de zon een levensloop: hij werd ongeveer 4.6 miljard jaar geleden geboren en zal in de toekomst sterven. Over ongeveer 4 miljard jaar zal de waterstof die de kernfusie in de kern aandrijft voor energieopwekking opraken wanneer de zwaartekrachtinstorting begint. Verhoogde druk als gevolg van het instorten van de kern zal kernfusie van zwaardere elementen in de kern veroorzaken. Als gevolg hiervan zal de temperatuur van de zon stijgen en zal de buitenste laag van de zonneatmosfeer zich tot ver in de ruimte uitbreiden en nabijgelegen planeten, waaronder de aarde, overspoelen. Dit rode reuzenpodium zal ongeveer een miljard jaar duren. Uiteindelijk zal de zon instorten en een witte dwerg worden.
In tegenstelling tot de manier waarop de zon in de toekomst zal sterven, is het eindstadium van een massieve ster een astronomische gebeurtenis. Wanneer sterren zwaarder dan 8 zonsmassa’s geen brandstof meer hebben voor kernfusie en niet in staat zijn voldoende energie te produceren om de sterke innerlijke zwaartekracht tegen te gaan, stort hun kern in korte tijd in. De implosie veroorzaakt enorme schokgolven en een krachtige, lichtgevende voorbijgaande gebeurtenis supernova en een compact remanent resultaat (de remanente supernova zal een neutronenster zijn als de massa van de oorspronkelijke ster tussen de 8 en 20 zonsmassa's ligt. Als de massa van de oorspronkelijke ster meer dan 20 zonsmassa's is, dan zal de remanente supernova een zwart gat).
Supernova's kan ook worden veroorzaakt door het plotseling opnieuw ontbranden van kernfusie in een witte dwerg, wanneer de temperatuur voldoende hoog is om een op hol geslagen kernfusie te veroorzaken. Dit gebeurt als gevolg van een fusie met een andere witte dwerg of als gevolg van een opeenstapeling van materiaal van een binaire metgezel.
SupernovaSN 1181
In de afgelopen twee millennia zijn negen lichtgevende voorbijgaande astronomische gebeurtenissen (supernova) waargenomen in ons thuisstelsel, de Melkweg. Eén zo’n krachtige gebeurtenis werd ongeveer 843 jaar geleden, in 1181 CE, waargenomen en opgetekend in Japan en China. De “Guest Star” was 185 dagen zichtbaar van 6 augustus 1181 tot 6 februari 1182. Deze heette Supernova 1181 (SN1181), maar de identificatie van zijn remanent kon pas onlangs worden bevestigd.
Identificatie van Supernova Remanent SNR 1181
Een cirkelvormige infraroodemissienevel werd in 2013 gevonden in het gegevensarchief van NASA door amateurastronoom Dana Patchick, die hem nevel Pa 30 noemde. Professionele astronomen namen een zwak stukje diffuse emissie waar, maar konden geen waterstofemissie vinden. A enorme dwerg Een paar jaar later, in 2019, werd een ster (WD) ontdekt in de infraroodschil, die unieke eigenschappen vertoonde en waarvan werd aangenomen dat deze was ontstaan door de fusie van de witte dwerg Koolstof-Zuurstof (CO WD) en de witte dwerg Zuurstof-Neon (ONe WD). De fusie van de twee witte dwergen veroorzaakte een supernova-gebeurtenis. Vervolgens werd in 2021 ontdekt dat de nevel Pa 30 zwavelemissielijnen vertoonde en een uitdijingssnelheid van 1100 km/sec. De leeftijd werd geschat op ongeveer 1000 jaar en bleek zich te bevinden rond het punt waar de 'gastster' werd gezien in 1181 CE. Deze bevindingen leidden tot de identificatie van de Pa 30-nevel in de richting van het sterrenbeeld Cassiopeia met een supernova die meer dan acht eeuwen geleden werd waargenomen. De witte dwergster in het centrum van de Pa 30-nevel, nu de ster van Parker genoemd, is het remanent van supernova-gebeurtenis SN1181 en de gebeurtenis is geclassificeerd als SN Type Iax. Bewijs uit een latere studie gepubliceerd in 2023 ondersteunt de bovenstaande bevindingen.
De snelle sterrenwind begon onlangs na het jaar 1990 te waaien
Het overblijfsel van SNR 1181 is ontstaan door de fusie van twee witte dwergen. Wanneer twee witte dwergen samensmelten, exploderen ze meestal en verdwijnen ze. Deze fusie creëerde echter een zeldzaam type supernova, Type Iax genaamd, en liet een enkele, snel draaiende witte dwerg achter. De ronddraaiende witte dwergen laten onmiddellijk na hun vorming snelstromende deeltjesstromen vrij (de zogenaamde sterrenwind). In dit geval vertoont de centrale ster van de P 30-nevel veel filamenten die samenkomen nabij de centrale ster als gevolg van de snelle stellaire wind die over de schil van supernova-ejecta waait. Astronomen hebben in SNR 1181 een buitenste schokgebied en een binnenste schokgebied waargenomen.
In een recente studie analyseerden onderzoekers de nieuwste röntgengegevens en ontwikkelden een model dat aantoonde dat de waargenomen grootte van het binnenste schokgebied niet evenredig is met de verwachte grootte als de sterrenwind kort na de vorming van de remanent was gaan waaien. Volgens hun computermodel geeft de feitelijk waargenomen omvang van het binnenste schokgebied aan dat de snelle stellaire wind onlangs na het jaar 1990 begon te waaien. Dit is nogal verbazingwekkend. Dit kan zijn gebeurd omdat een deel van de supernova-ejecta later terugviel naar het oppervlak van de witte dwerg, waardoor de temperatuur en druk boven de drempelwaarde toenamen om het begin van de thermonucleaire reactie mogelijk te maken en de verbranding opnieuw te starten. De onderzoekers werken nu aan validatie van het model.
***
Referenties:
- Ritter A., et al 2021. Het overblijfsel en de oorsprong van de historische supernova 1181 n.Chr. De astrofysische dagboekbrieven. 918 (2): L33. arXiv: 2105.12384. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac2253
- Schaefer BE, 2023. Het pad van de Chinese en Japanse waarnemingen van supernova 1181 AD, naar een Type Iax-supernova, naar de fusie van CO en ONe witte dwergen. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 523, Issue 3, augustus 2023, pagina's 3885–3904. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stad717 . Voorgedrukte versie arXiv: 2301.04807
- Takatoshi Ko, c.s. 2024. “Een dynamisch model voor IRAS 00500+6713: het overblijfsel van een type Iax-supernova SN 1181 die een dubbel gedegenereerd fusieproduct WD J005311 herbergt”, The Astrophysical Journal: 5 juli 2024, DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4d99
- Universiteit van Tokio. Persbericht – Er waait een frisse wind door een historische supernova. Geplaatst op 5 juli 2024. Beschikbaar op https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00361.html
***
