Organisch materiaal gevonden gevangen in Ancient Meteorite-Formed Glass

De meest massieve en lichtgevende sterren hebben lang vermoed dat ze zullen ontploffen als ze sterven, en astronomen hebben nu het meest directe bewijs dat deze kosmische kolossen met een knal uitgaan.

Deze bevindingen werpen licht op de sterexplosies die het universum voorzien van de ingrediënten voor planeten en leven, voegde de onderzoekers eraan toe.

Met een massa van meer dan 330.000 keer die van de aarde is de zon goed voor 99,86 procent van de totale massa van het zonnestelsel. Maar zoals sterren gaan, is de zon een lichtgewicht. De grootste en meest lichtgevende sterren in het universum zijn Wolf-Rayet-sterren, die meer dan 20 keer zo massief zijn als de zon en minstens vijf keer zo heet. Slechts een paar honderd van deze titansterren zijn bekend bij astronomen. [Biggest Star Mysteries aller tijden]

De intense hitte van Wolf-Rayet-sterren dwingt hun materie uit elkaar, waardoor ze buitengewoon winderige sterren worden. Ze verliezen meestal de massa die overeenkomt met die van de aarde elk jaar, waait winden tot 5,6 miljoen mph (9 miljoen km / h).

Hoe gigantische sterren sterven

Astronomen vermoeden al lang dat Wolf-Rayet met geweld zichzelf vernietigt als supernova's, de krachtigste stellaire explosies in het universum. Deze uitbarstingen zijn helder genoeg om tijdelijk hun hele melkwegstelsel te overstijgen en sterrenstelsels te verrijken met zware elementen die uiteindelijk de bouwstenen worden voor planeten en leven.

Echter, de gigantische hoeveelheden materie die deze sterren uitblazen, verdoezelen ze meestal volledig, dus wetenschappers wisten niet zeker hoe ze zich vormen, leven en sterven.

"Het vinden van welk soort ster is ontploft, nadat het al ontploft, is natuurlijk een moeilijk probleem, omdat de explosie veel van de informatie vernietigt," zei studie auteur Avishay Gal-Yam, een astrofysicus aan het Weizmann Institute of Science in Israël .

Sommige onderzoekers twijfelden zelfs aan de vraag of Wolf-Rayet-sterren als supernova's ontploffen. "Sommige modelbouwers voorspellen dat enorme Wolf-Rayet-sterren 'stil' ineenstorten in een zwart gat, zonder een lichtgevende supernova te maken, 'vertelde Gal-Yam aan ProfoundSpace.org.

Nu hebben wetenschappers voor het eerst direct de bevestiging dat een Wolf-Rayet-ster stierf in een supernova. Ze beschrijven hun bevindingen in het 22 mei nummer van het tijdschrift Nature.

De onderzoekers concentreerden zich op een supernova genaamd SN 2013cu, die ongeveer 360 miljoen lichtjaren verwijderd was van de aarde in het Bootes-sterrenbeeld. Deze explosie was een Type IIb-supernova, wat betekent dat deze plaatsvond nadat de kern van de ster geen brandstof meer had en in een fractie van een seconde in een buitengewoon dichte klomp stortte en met een explosie naar buiten terugkaatste. Wat overblijft na dergelijke supernova's is een neutronenster of een zwart gat.

Hoewel ze er vredig en stil uitzien vanuit ons gezichtspunt op aarde, zijn sterren in feite dolende ballen met gewelddadig plasma. Test je geweldige smarts met deze quiz.Een rookpistool van Wolf-Rayet

Door de lucht te onderzoeken met de tussenliggende Palomar Transient Factory (iPTF), een project dat de lucht in kaart brengt met een telescoop die is bevestigd met een robotachtig waarnemingssysteem, ontdekten de onderzoekers de supernova heel snel nadat het gebeurde.

"We sturen nu in minder dan 40 minuten hoogwaardige supernova-waarschuwingen naar astronomen over de hele wereld", zei co-auteur Peter Nugent, onderzoeker aan de University of California, Berkeley.

De wetenschappers verzamelden vervolgens telescopen over de grond en vanuit de ruimte over de hele wereld om de baby-supernova ongeveer 5,7 uur en 15 uur na de ontploffing te observeren.

"Nieuw ontwikkelde observatiemogelijkheden stellen ons nu in staat om exploderende sterren te bestuderen op manieren waar we alleen maar van konden dromen," zei Gal-Yam. "We zijn op weg naar real-time studies van supernovae."

De explosie geïoniseerde omringende moleculen in een ultraviolette flits, waardoor ze een elektrische lading krijgen. Het geïoniseerde materiaal dat de ster omringde, zendt licht uit dat "ons de elementaire samenstelling van de wind vertelt, en vandaar de samenstelling van het oppervlak van de ster zoals die was vlak voordat hij ontplofte", aldus Gal-Yam. "Dat is een zeer krachtige aanwijzing over de aard van de exploderende ster en hoe deze is geëvolueerd voordat deze explodeerde en dit is de eerste keer dat we deze informatie hebben verkregen."

Die kans duurt slechts een dag voordat de supernova-explosiegolf de ionisatie wegvaagt, voegde Gal-Yam eraan toe.

Dit licht suggereerde dat de voorloper van de supernova een stikstofrijke Wolf-Rayet-ster was. "Dit is het rokende pistool," zei Nugent. "Voor de eerste keer kunnen we direct naar een waarneming wijzen en zeggen dat dit type Wolf-Rayet-ster tot dit soort Type IIb-supernova leidt."

"Toen ik in 1987 het eerste voorbeeld van een Type IIb-supernova ontdekte, droomde ik dat we op een dag direct zouden kunnen bewijzen wat voor soort ster er was ontploft", zegt medestichter Alex Filippenko, onderzoeker aan de University of California, Berkeley. "Het is verfrissend dat we nu kunnen zeggen dat Wolf-Rayet-sterren verantwoordelijk zijn, althans in sommige gevallen."

Toekomstige studies zouden meer Wolf-Rayet-sterren kunnen analyseren, om te zien of deze gewelddadige sterfgevallen standaard voor hen zijn.

"Als we kunnen aantonen dat dit de norm is voor zulke massieve sterren, zou dit betekenen dat er nieuwe theorieën moeten worden ontwikkeld om uit te leggen hoe je een zwart gat kunt maken en nog steeds veel materiaal en veel energie kunt weggooien om een lichtgevende supernova, "zei Gal-Yam.