De gigantische huls van afgeworpen materiaal rond het hemellichaam gaf het weg; de Andromeda-ster zou elk jaar opnieuw exploderen.

Onze galactische buur, het Andromedastelsel, is een ware goudmijn voor sterrenkundigen. De nevel bleek de afgelopen jaren een verscheidenheid aan astronomisch moois te huizen, en onlangs kon er weer iets aan die lijst worden toegevoegd. Een team Amerikaanse onderzoekers ontdekte een ster omhuld door een van de grootste wolken materiaal ooit. En alsof dat niet genoeg was, zou die wolk duiden op iets nóg bijzonderders, schrijven de onderzoekers in vakblad Nature. Om zoveel materiaal af te werpen, moet de ster namelijk elk jaar exploderen.

Lees ook: Zwarte gaten ‘photobomben’ kiekje Andromedanevel

Giga-huls

Een gigantische wolk sterrenstof, maar liefst 400 lichtjaren overdwars, trok de aandacht van astrofysici aan de San Diego State University. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop en een scala aan andere telescopen op aarde, onderzocht het team de samenstelling van de stofwolk. Wat bleek? Het materiaal was afkomstig van M31N 2008-12a, een witte dwergster in het Andromedastelsel.

De wolk, een soort huls van door de ster afgeworpen materiaal, is niet alleen een van de grootste die men ooit gezien heeft, hij duidt volgens de onderzoekers ook op iets anders. Een materiaalwolk zo groot zou namelijk moeten betekenen dat de ster regelmatig materiaal van zich af ‘gooit’; elk jaar weer, menen de onderzoekers.

Witte dwergster M31N 2008-12a met daaromheen zijn bijbehorende ‘materiaalwolk’ (stippellijn). © M. J. Darnley et al., 2019/Nature

Herhaalde explosie

Eens per jaar zou de witte dwergster M31N 2008-12a dus exploderen, of beter gezegd, wordt het een zogenaamde nova. Niet te verwarren met een supernova, die het eind van een ster inluidt, is een nova een ster die tijdelijk extreem in helderheid toeneemt; tot het miljoenvoudige.

Zo’n nova kan ontstaan als een witte dwergster te dichtbij een andere ster komt. De dwergster steelt dan gas van zijn buur, wat vervolgens door de intense hitte van de dwerg opwarmt en wordt samengedrukt. Zowel de temperatuur als de druk worden zo hoog dat deze ‘sterrendans’ uiteindelijk leidt tot een explosie. “Als een soort waterstofbom op het oppervlak van de witte dwerg”, legt sterrenkundige Jacco Vink (Universiteit van Amsterdam) uit. Bij het ‘afgaan’ van die ‘bom’ neemt niet alleen de helderheid van de ster extreem toe, maar wordt ook materiaal van de ster de ruimte in geslingerd. Dat ‘sterrenpuin’ vormt vervolgens een soort huls rond het hemellichaam, en werd in dit geval door de onderzoekers opgepikt.

Witte dwergster (snijpunt van de groene lijnen) met daaromheen zijn bijbehorende ‘materiaalhuls’ (zwart). © San Diego State University

Vaak is een nova een eenmalige gebeurtenis. Maar in sommige gevallen maken sterren de transformatie vaker mee. Deze zogenaamde terugkerende nova’s (Engels: recurrent nova’s) doen dat meestal eens per decennium. Dat M31N 2008-12a de explosieve routine gedurende zijn miljoenen actieve jaren jaarlijks doet, is dus best bijzonder.

“Dat deze nova zo regelmatig uitbarst, kan alleen doordat er veel massa van een andere ster op ‘gevallen’ is”, mailt Vink. “Daarbij moet de ster al redelijk zwaar geweest zijn”. Bijna 1,4 maal de massa van onze zon – 1,4 zogenaamde zonnemassa’s – legt de sterrenkundige uit. Dan is druk in het nieuw opgevangen gas namelijk groter, en kan er eerder – vaker dan eens per tien jaar – een nova-explosie ontstaan.

Supernova

Maar de pret is nog niet voorbij. Want naast de gigantische huls en het explosieve karakter van de dwergster, vermoeden de onderzoekers dat M31N 2008-12a nog iets anders voor hen in petto heeft; een supernova-explosie. Op een bepaald moment bereikt zo’n dwergster namelijk zijn top wat betreft hij aan materiaal van zijn buursterren kan stelen. Als het die limiet overschrijdt, menen de onderzoekers, ontploft de ster écht. Aangezien M31N 2008-12a zich al een behoorlijke tijd aan het volvreten is, zou een supernova-explosie weleens heel dichtbij kunnen zijn.

“Door het opvangen van het stermateriaal is de witte dwerg waarschijnlijk gegroeid van ongeveer 1 naar 1,4 zonnemassa’s”, vertelt Vink. “Dit soort witte dwergen bestaan uit koolstof en zuurstof, en kunnen als ze naar het ‘maximum’ van ongeveer 1,4 zonnemassa’s groeien, eindigen als supernova.” Omdat dit proces bij M31N 2008-12a al zo lang aan de gang is, weten we dat deze witte dwerg zeer waarschijnlijk begonnen móet zijn met een massa van ongeveer een zonnemassa, legt de sterrenkundige uit.

En toch is het bewijs is nog niet helemaal waterdicht. “De precisie is nog niet zodanig dat we absoluut zeker weten dat de ster als koolstof-zuurstof witte dwerg begon. Iets zwaardere witte dwergen (groter dan 1.1 zonnemassa’s) hebben een zuurstof-neon samenstelling, en exploderen niet als supernova.” Het echte, volledige bewijs is er dus eigenlijk pas als deze nova een supernova wordt. Maar aangezien de onderzoekers vermoeden dat dat over pas over zo’n 40.000 jaar zal gebeuren, kan dat echte, definitieve bewijs nog wel even duren, besluit Vink.

Bronnen: Nature, San Diego State University, Astronomy.com

Beeld: NASA, M. J. Darnley et al., 2019/Nature

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!