De helderste supernova tot dusver gezien

1. DE SUPERNOVA VAN 1006 De helderste supernova C. de Jager

2. Vooral Chinese waarnemingen Heldere ster verscheen begin mei 1006 Zó helder dat hij de nacht verlichtte Was ca. drie jaren zichtbaar Ook waarnemingen uit Japan; Egypte, Zwitserland; dat laatste opmerkelijk omdat de ster daar vlak boven de horizon stond

3. Meestal wordt zoiets een gastster genoemd Gast Ster helder

4. Maar hier was het ‘grote ster van helder gele kleur’ Verscheen 1 mei (Chinees); heldere ster die in helderheid toenam Ook in Japan wordt 1 mei genoemd Drie Arabische teksten: 2 of 3 mei China was twee jaar eerder bedreigd door invallende legers De hofastroloog voorspelde betere tijden en werd prompt bevorderd! Hiernaast: deel ontdekkingsverhaal, gekopieerd uit een later geschrift

5. Locatie: tussen Kulou en Qiguan; ten zuiden van Di.

6. De plaats op een moderne kaart G327.6+14.6; op de grens van Centaurus en Lupus

7. Extreem helder object Geschatte grootste helderheid was ca. – 9 magnituden (Stephenson) En in elk geval minstens – 7,5 mag Meest waarschijnlijke waarde: – 8,5 mag Dit is ca. 300 maal zo helder als Venus op maximale helderheid

8. De resten nog steeds te zien Een lichtend schijfje zo groot als de volle maan Expandeert met snelheid van 2600 km/seconde Dis is de radio-, röntgen- en gamma-bron G327.6+14.6 Afstand is 7200 lichtjaren; dus middellijn is 60 lichtjaren Uitzenden van radio-, röntgen- en gamma-straling betekent dat de bron zeer heet is

9. Het cirkeltje tussen Lupus en Centaurus

10. De bron is ca. 1000 jaar oud (volgt uit expansiesnelheid en omvang)

11. Onderdeel van de wolk: gassliert wijst op schokgolf – snelle expansie

12. Twee soorten supernovae Type Ia (en b, c,..) – witte dwerg in dubbelster Type II – eindfase van zeer zware ster

13. Enkele galactische supernovae 1006 magnitude – 9 type Ia 1054 – 6 type II (Stier) 1572 – 4 Ia (T. Brahe) 1604 – 3 Ia (Kepler) 1680 (?) + 5 (?) ? (Cas)

14. Type II supernovae Zeer zware sterren aan het eind van hun leven

15. Een type II rest: Krabnevel - 1054

16. Krabnevel in monochromatisch licht

17. De Krabnevel – nog steeds actief Afstand 6500 lichtjaren In het centrum een neutronenster – roteert om as, 30 maal per seconde Januari 2011: langdurige toename energierijke straling (gamma straling; 100 miljoen eV) Sinds 2009: aantal uitbarstingen van gamma straling 12 en 16 april 2011: de grootste uitbarstingen – 30 maal sterker dan ooit eerder gemeten

18. Het type II mechanisme Hoe en waarom explodeert een zware ster aan het eind van haar leven

19. Sterren branden op kernenergie Het heelal bestaat uit ca. 90% waterstof (H) ca. 10% helium (He) en ca. 1% zwaardere elementen In de meeste sterren: kernfusie - H wordt langzaam omgezet in He Als alle H in He is omgezet, sterven lichte sterren (zoals de zon); de ster stort ineen tot witte dwerg In zwaardere sterren wordt de temperatuur in het centrum zo hoog dat He kan fuseren tot zwaardere elementen (zoals koolstof, C; zuurstof, O; stikstof, N). En zo voort! We tonen de evolutie van de kern van een ster die meer dan 10 maal zwaarder is dan de zon

20. Op weg naar het einde – stap 1 In het binnenste wordt He omgezet, vooral in C en O

21. Het spel van contractie en verdere kernfusie Als alle helium is omgezet in C en O staakt het fusieproces De kern straalt niet meer en er is dus niet voldoende stralingsdruk om de buitenlagen te dragen Dan krimpt de kern: hij stort ineen Daardoor stijgt de temperatuur verder, tot kernfusie tot zwaardere deeltjes kan beginnen

22. Op weg naar het einde – stap 2 De kern comprimeert opnieuw en wordt heter; de temperatuur in de kern is nu een miljard graden

23. Op weg naar het einde – stap 3 De kern comprimeert verder en wordt nog heter

24. Op weg naar het einde – stap 4 Verdere kompressie en verhitting van de kern

25. Op weg naar het einde – stap 5 IJzer (Fe) is het zwaarste element dat door fusie kan ontstaan. De kern stort nu definitief ineen. Kern wordt neutronenbol

26. De ijzerkern stort ineen en wordt een neutronenster of zwart gat

27. De energie die bij ineenstorten vrijkomt leidt tot een explosie van de buitenlagen; over blijft een neutronenster (of zwart gat) en wegvliegend gas

28. Terug naar Type Ia 1006, Tycho, Kepler …enz

29. Type Ia supernovae Zo’n supernova is aanvankelijk een dubbelster bestaande uit reuzenster en witte dwerg De reuzenster zwelt op aan eind van haar bestaan Ten slotte stroomt massa naar de witte dwerg Maar die kan niet meer massa hebben dan 1,4 maal de zonsmassa Als die grens overschreden wordt dan implodeert de witte dwerg; vrijkomende energie wordt uitgestraald Supernovae van type Ia zijn de helderste supernovae Worden geïdentificeerd op grond van spectrum (geen waterstof)

30. Het scenario in beeld

31. Kepler’s supernovarest – 1604; ook een Type Ia

32. Tycho’s supernova (1572) Ontdekt door W. Schuler (6 nov. 1572) en opnieuw door Tycho Brahe (11 nov.) Helderder dan alle sterren en planeten (ca. – 4) Twee weken lang overdag te zien Werd 16 maanden lang waargenomen Type Ia (exploderende witte dwerg)

33. De rest van Tycho Brahe’s ster Afstand 7500 lj; op grens Cepheus–Cass; expandeert; 10 000 km/sec

34. Hoe wordt het type herkend? Verschillen in de spectra Type Ia: geen waterstof, wel de zwaardere elementen Type II: waterstof, helium , enz.

35. Typische lichtkrommen tonen ook de grote helderheid. (Vgl. de zon heeft abs. magn. +5)

36. Type Ia supernovae zijn het helderst Ze stralen alle vrijwel even sterk. Dat komt door het mechanisme (witte dwerg die meer massa krijgt dan 1,4 zonsmassa’s)

37. Neutrino’s bij de explosie Bij het ineenstorten van de sterkern worden neutrino’s uitgestraald

38. Elektronen en protonen smelten samen bij het ineenstorten Elektronen hebben een negatieve lading Protonen hebben een even grote positieve lading Bij het samensmelten van een elektron en een proton ontstaan een neutron. Dit heeft dus geen lading. Daarbij ontstaat ook een neutrino: zeer klein deeltje zonder lading (en zonder massa?)

39. Neutrino’s vliegen overal doorheen Door een vierkante centimeter die loodrecht staat op de richting naar de zon vliegen per seconde ca. 100 miljard neutrino’s Ze vliegen ook dwars door de aarde heen Ze treden nauwelijks in wisselwerking met de materie waar ze doorheen vliegen en kunnen daarom moeilijk worden ontdekt

40. Eenmaal toch ontdekt! Op 24 februari 1987 ontvlamde een supernova in de Grote Magellaanse Wolk (afstand 168 000 lichtjaren) Drie uren vóór de lichtflits werden 24 neutrino’s op aarde gevangen in drie verschillende laboratoria en in een tijdsbestek dat slechts 13 seconden duurde Dit was dus het moment van het ineenstorten van de sterkern

41. Supernovae komen niet vaak voor Ca. eenmaal per 50 jaar per melkwegstelsel De laatste in ons stelsel was in 1604 of 1680. (Veel zijn wel ongemerkt geëxplodeerd) Maar … er zijn heel veel melkwegstelsels

42. En nu: een nog niet geïdentificeerde supernova Uiteen vliegende flarden in het sterrenbeeld Cassiopeia

43. Eigenaardige lichtflarden in het sterrenbeeld Cassiopeiae

44. Op de plaats van radiobron Cas A

45. Sterkste radiobron aan de hemel: Cas A Afstand: 11000 lichtjaren Gaswolk met middellijn van ca. 10 lichtjaren Expandeert nog steeds en wel met snelheid van 5000 km per seconde Temperatuur is ca. 50 miljoen graden

46. Was daar een supernova? De radiobron moet omstreeks het jaar 1700 zijn ontstaan Dit leidt men af uit de omvang en de expansiesnelheid Maar uit die tijd zijn geen waarnemingen bekend van een exploderende ster Misschien de ster 3 Cas die in 1680 even zichtbaar was ???

47. Welke zware sterren kunnen ‘spoedig’ een type II supernova worden? Onderzoek de sterevolutie en ga na welke sterren aan het einde van hun evolutie zijn

48. Hertzsprung-Russell diagram geeft overzicht van typen sterren

49. Schematische evolutiesporen

50. Rechts: de ster die later SN1987A zou worden. Links: de supernova op top van helderheid

51. Evolutiespoor SN 1987A vóór de explosie; het was dus een type II supernova

52. Betelgeuze in Orion – wordt dit ‘binnenkort’ een supernova?

53. Antwoord: vermoedelijk niet; moet nog naar ‘links’ evolueren

54. Andere mogelijkheid: Eta Carina hete ster van grote lichkracht

55. De Hyperreus HR 8752 in Cas α = 22h 56m; δ = +56 o 40’

56. HR8752 springt over de ‘Gele Leegte’ Het zal nog wel enkele duizenden jaren duren

57. Wanneer zien we de volgende; wordt geen tijd? De laatst geziene galactische supernova was in 1604 (of 1680) Deze presentatie kan nagelezen worden op www.cdejager.com /presentaties Ga daar naar SN1006