SN 2018bsz: significant dust formation in a nearby superluminous supernova
Dit artikel presenteert bewijs dat de nabijgelegen superluminescente supernova SN 2018bsz een aanzienlijke hoeveelheid nieuw stof binnen zijn ejecta heeft gevormd, waardoor het de eerste SLSN is die dergelijke activiteit vertoont en suggereert dat deze gebeurtenissen belangrijke bijdragers kunnen zijn aan de stofproductie in het vroege Universum.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
Stel je het universum voor als een gigantische, stoffige bouwplaats. Lange tijd dachten astronomen dat de enige manier om het kosmische stof te maken waar waaruit planeten, sterren en zelfs wijzelf zijn opgebouwd, was door te wachten tot oude, stervende sterren het voorzichtig uitblazen als een zucht. Maar er is een probleem: de allereerste sterrenstelsels in het universum zaten al vol met stof toen ze nog baby's waren, en die oude sterren hadden simpelweg niet genoeg tijd gehad om dat allemaal te maken. Daarom begonnen wetenschappers op zoek te gaan naar "kosmische stofvabrieken" die snel en razendsend werken. Maak kennis met supernova's: de spectaculaire, gewelddadige explosies van massieve sterren. Dit zijn de zware bouwploegen van het universum, in staat om in een oogwenk stof te produceren. Maar er is een addertje onder het gras. Hoewel we normale supernova's wel stof hebben zien maken, blijven de echt massieve, superheldere exemplaren — de zogenaamde Superlichtsterke Supernova's (SLSNe) — een mysterie. Maken zij ook stof aan, of blazen ze gewoon alles uit elkaar?
Dit artikel onderzoekt een specifieke, nabijgelegen kosmische explosie genaamd SN 2018bsz. Beschouw deze gebeurtenis als een "superheldere" supernova, ongeveer 10 tot 100 keer helderder dan de standaard stellaire explosies die we gewoonlijk zien. Het team van astronomen wilde weten wat er met deze ster gebeurde nadat deze explodeerde. Doofde hij gewoon weg in het niets, of begon hij iets nieuws te bouwen? Door te kijken naar hoe het licht van de explosie in de loop van de tijd veranderde — specifgens door te zoeken naar een verschuiving van zichtbaar licht naar onzichtbare infrarode warmte — waren ze in staat om achter het gordijn te kijken en te zien of er stof werd gevormd in het puinveld.
Het verhaal van SN 2018bsz is het verhaal van een ster die weigerde stilzwijgend te vervagen. Tijdens de eerste maanden na de explosie was de supernova helder en heet, gloeiend in zichtbaar licht als een stralende vuurtoren. Maar toen gebeurde er iets vreemds. Rond 230 dagen na het hoogtepunt verdween het zichtbare licht volledig. Als je ernaar keek met je ogen of een standaard telescoop, was het weg. Echter, toen de astronomen hun infrarode "warmtebeeldcamera's" op dezelfde plek richtten, zagen ze niet niets; ze zagen een massieve, gloeiende warmtebron. Het was alsof de vuurtoren zijn witte lamp had uitgezet, maar de gloeidraad van de lamp plotseling was veranderd in een gloeiende kool die ongelooflijk heet en helder was in de duisternis.
Het team moest uitzoeken waarom deze warmte aanwezig was. Ze overwogen een paar mogelijkheden, zoals een kosmisch spelletje "heet pakken". Eén idee was dat het licht van de explosie een reeds bestaande stofwolk in de buurt raakte (zoals een spotlight die een mistbank raakt), waardoor deze opwarmde en ging gloeien. Dit wordt een "lichtecho" genoemd. Een ander idee was dat de explosie een schil van gas raakte die de ster had achtergelaten, waardoor een schokgolf ontstond die al daar zittend stof opwarmde. Echter, toen de astronomen de cijfers doornamen en scenario's simuleerden, klopte de wiskunde niet. Als het stof er alleen maar zat te wachten om te worden verlicht, zou de gloed veel langzamer zijn vervaagd, of zou het zichtbare licht anders zijn geblokkeerd. De modellen kwamen simpelweg niet overeen met wat ze zagen.
De enige verklaring die perfect bij de gegevens paste, was dat het stof er niet simpelweg zat te wachten; het werd op dat moment ter plekke gemaakt. De auteurs suggereren dat, terwijl het puin van de ster expandeerde en afkoelde, het begon te condenseren tot verse, nieuwe stofkorrels, specifiek gemaakt van koolstof. Het is alsocht kijken naar een wolk stoom die plotseling verandert in sneeuwvlokken vlak voor je ogen. Het team berekende dat de nieuwe stof tegen 230 dagen na de explosie ongeveer 0,0005 keer de massa van onze zon woog. Maar de show was nog niet voorbij. In de loop van de volgende honderden dagen bleef het stof vormen en groeide het naar een enorme 0,01 zonsmassa op dag 535. Dat is een enorme hoeveelheid stof voor een enkele ster om in zo'n korte tijd te creëren — ongeveer tien keer meer dan wat normale supernova's in hetzelfde stadium produceren.
Deze ontdekking is een grote zaak omdat het suggereert dat deze zeldzame, superheldere explosies belangrijke bijdragers kunnen zijn aan het stof in het vroege universum. Aangezien deze gebeurtenissen plaatsvinden in kleine, jonge sterrenstelsels die lijken op de eerste sterrenstelsels die ooit werden gevormd, zouden zij de reden kunnen zijn waarom het vroege kosmos zo stoffig was. SN 2018bsz is de eerste keer dat we deze vorm van stofvorming in een superlichtsterke supernova hebben gezien, wat bewijst dat deze kosmische reuzen niet alleen spectaculaire vuurwerken zijn, maar ook krachtige fabrieken die de grondstoffen voor toekomstige werelden bouwen.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.