Een internationaal onderzoeksteam heeft nieuwe informatie verzameld over de resten van een ster waarvan de explosie 450 jaar geleden werd waargenomen. Dat heeft nieuwe aanwijzingen opgeleverd over hoe bij zo’n kolossale explosie, die supernova wordt genoemd, deeltjes tot bijna de lichtsnelheid worden versneld. Het supernova-restant is genoemd naar de Deense astronoom Tycho Brahe, die in 1572 het heldere schijnsel van een (tijdelijke) nieuwe ‘ster’ in het sterrenbeeld Cassiopeia opmerkte.
Bij het nieuwe onderzoek hebben astronomen gegevens van NASA-satelliet IXPE gebruikt om de gepolariseerde röntgenstraling van het restant van Tycho’s supernova te bestuderen. De IXPE-gegevens geven voor het eerst inzicht in de geometrie van de magnetische velden in de buurt van de schokgolf van de supernova, die zich nog steeds voortplant.
Dit stelt wetenschappers in staat om te onderzoeken hoe de deeltjes aan de rand van de schokgolf worden versneld.
Door de röntgenpolarisatie te meten, kunnen wetenschappers de gemiddelde richting en ordening vaststellen van het magnetische veld van de röntgengolven die het supernova-restant uitzendt.
De gepolariseerde röntgenstraling wordt uitgezonden door elektronen die in het magnetische veld bewegen en daarbij zogeheten synchrotronstraling uitzenden. De polarisatie geeft de richting aan van de magnetische velden op de plaats waar de straling werd opgewekt.
IXPE heeft de vorm van het magnetische velde gemeten op schalen van minder dan drie lichtjaar – enorm groot naar menselijke maatstaven, maar dichter bij de bron van de zeer energierijke ‘kosmische straling’ die door dit soort objecten wordt uitgezonden dan onderzoekers ooit zijn gekomen.
Deze informatie is waardevol, omdat wetenschappers willen weten hoe deeltjes in het kielzog van de ontploffingsgolf van de oorspronkelijke explosie worden versneld. De onderzoekers hebben ook overeenkomsten en verrassende verschillen ontdekt tussen wat IXPE heeft gemeten bij het restant van Tycho’s supernova en bij het eerder onderzochte supernova-restant Cassiopeia A.
De magnetische velden in beide supernovaresten blijken zich globaal radiaal naar buiten toe uit te strekken.
Maar ‘Tycho’ vertoont een veel sterkere röntgenpolarisatie dan Cassiopeia A, wat suggereert dat zijn magnetische veld minder turbulent is.
Tycho’s supernova staat te boek als een supernova van type Ia. Zo’n explosie ontstaat wanneer een witte dwergster in een dubbelstersysteem zijn begeleider aan flarden trekt en een deel van diens massa opslokt.
Dit maakt de dwergster uiteindelijk instabiel, waardoor hij explodeert en zijn ‘puin’ met enorme snelheid de ruimte in worden geblazen. Bij de explosie van Tycho’s supernova kwam evenveel energie vrij als onze zon in 10 miljard jaar zou produceren. (EE)
(Image Credit: (X-ray (IXPE: NASA/ASI/MSFC/INAF/R. Ferrazzoli, et al.), (Chandra: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al.) Optical: DSS Image processing: NASA/CXC/SAO/K. Arcand, L.Frattare & N.Wolk)
