Supernova's, de dood van grote sterren

De dood van grote sterren is niet iets wat stilletjes gebeurd. De dood van grote sterren is letterlijk en figuurlijk een knaller, de ongelooflijke hoeveelheden energie en licht die hierbij vrij komt is soms zelfs krachtiger dan alle sterren in onze Melkweg samen hebben! Maar zullen we zelf ooit een supernova met het blote oog zien? En wat is het lot van onze eigen ster, de zon?

Wat is een supernova?

Een supernova is de dood van een ster. Deze explosie is zo groot dat het voor korte tijd tot maximaal 3 miljard keer zoveel energie vrij kan geven als onze zon doet. Hierdoor kan een supernova op afstanden van honderden miljoenenlichtjaren alsnog worden waargenomen. Tijdens een supernova worden vooral de buitenste lagen van de ster de ruimte ingeschoten. Grote sterren bevatten de volgende lagen waterstof, helium, neon, zuurstof, silicium en ijzer. De lichte elementen als waterstof en helium worden bijna geheel de ruimte in geschoten. Hoe zwaarder het element hoe dichter deze bij de kern zit en hoe kleiner de kans dus is dat deze wordt weggeschoten.

Hoe vaak vindt een supernova plaats?

Binnen onze Melkweg vindt ongeveer één tot drie keer per eeuw een supernova plaats. Maar onze Melkweg is “maar” 100.000 lichtjaren in doorsnee en de grootste supernova’s zijn nog waarneembaar vanaf honderden miljoenenlichtjaren. Hierdoor zijn er regelmatig supernova’s zichtbaar, hoewel je hier wel een goede telescoop voor nodig hebt. Supernova’s die met het blote oog zichtbaar zijn, zijn echter weer een heel stuk zeldzamer.

Wat blijft er over van na supernova?

Waar een groot deel van de ster die een supernova veroorzaakt word weggeschoten blijft er ook een deel achter. Voornamelijk de kern van ijzer blijft imploderen en krijgt een enorm grote massa met een relatief klein oppervlak. Als deze kern zwaar genoeg is (ongeveer vijf tot zeven keer de massa van de zon) dan creëert deze een zwart gat. De zwaartekracht van dit object is dus zo groot dat zelfs licht er niet aan ontsnapt. Wanneer de massa niet groot genoeg is wordt het een neutronenster, preonster of een quarkster. Deze sterren hebben allemaal een extreem hoge dichtheid (oplopend in volgorde) en bevatten geen protonen meer. Deze zijn door de ongelooflijke druk samengevoegd met neutronen. Deze sterren bestaan dus ook niet meer uit elementen. Een neutronenster bestaat enkel uit neutronen, de preonster bestaat uit preonen en de quarkster uit quarks.

Waarneembaarheid van supernova’s

Een supernova kan extreme hoeveelheden licht produceren. Zo kunnen de grootste supernova’s zelfs voor enkele dagen meer licht produceren dan het gehele sterrenstelsel waarin ze leven. Het bekendste voorbeeld van een supernova die met het blote oog zichtbaar was is de supernova die de Krabnevel heeft gecreëerd. Deze supernova was 23 dagen lang zelfs overdag waarneembaar. Daarnaast was hij zelfs honderd keer zo helder dan de ster Sirius. Sirius is de helderste ster die aan de hemel staat. Deze gebeurtenis is opgeschreven door Chinese en Arabische astrologen en is in detail beschreven.

Is een supernova ook het einde van onze zon?

Onze zon zal niet eindigen met een supernova. Dit komt omdat onze zon hier niet genoeg massa voor heeft. Dit betekend echter niet dat we hier voor altijd veilig zullen zijn op aarde. Onze zon zal namelijk extreem uitzetten. Dit komt omdat de waterstof in de kern opraakt en de zwaartekracht hierdoor de temperatuur en de druk in de kern laat oplopen. Vervolgens verhit de kern de lagen verder naar buiten toe waardoor hier waterstof wordt omgezet in helium en dus kernfusie op gang brengt. Hierdoor zal de dichtheid van de lagen verder naar buiten toe echter afnemen, waardoor onze aarde zal worden opgeslokt door de zon. Vervolgens stopt ook de kernfusie in de buitenste lagen. Vervolgens wordt alle materie op de kern na afgestoten. Hierdoor blijft er een zogenaamde witte dwerg. Deze bestaat dus alleen uit de kern die nog over is gebleven. Deze koelt vervolgens langzaam af en wordt een zwarte dwerg. Het zal echter nog zo’n 5,5 miljard jaar duren voordat de kernfusie in de kern van de zon stopt. De mens zou binnen die tijd waarschijnlijk in staat zijn de aarde te verlaten en een andere thuisplaneet vinden.

Hoe oud worden sterren?

Je zou misschien denken dat grote sterren langer zullen “leven” dan kleine sterren zoals onze zon, aangezien er veel meer waterstof te vinden is in grote sterren. Het tegendeel is echter waar. Grote sterren hebben minder lang te leven dan relatief kleine sterren zoals onze zon. Dit komt doordat in grote sterren weliswaar meer waterstof te vinden is om de kernfusie te laten plaatsvinden. Maar door hun grote massa is de zwaartekracht van ook veel hoger. In verhouding wordt er dus meer waterstof verbruikt dan dat er extra aanwezig is in de ster. Hierdoor heeft onze zon relatief lang te leven in verhouding met grote sterren.

Gaan wij een supernova mee maken die met het blote oog zichtbaar is?

Nu is de vraag natuurlijk gaan wij in ons leven nog een supernova met het blote oog zien? De kans dat dit gebeurd is zeker aanwezig. Het probleem echter is, dat sterren zo lang leven dat een mensenleven in het niet valt. Dus zelfs sterren die op het punt van sterven staan kunnen nog honderden jaren leven wat het erg moeilijk maakt om te zeggen of een ster binnen zo’n tijdschema overleeft of niet. Er is echter een ster op 8000 lichtjaren afstand met ongeveer 120 zon massa’s die aan het eind van zijn leven is. In het jaar 1260 is een ster met ongeveer gelijke massa aan het einde van zijn leven gekomen deze stond echter op 240 miljoen lichtjaren afstand en is met telescopen waarneembaar. Deze ster staat dus 30 duizend keer dichterbij. Als we de dood van deze ster mee mogen maken, zullen we ‘s nachts een boek kunnen lezen zonder lamp. Daarnaast zou de supernova ook overdag goed zichtbaar zijn, hiervoor moeten we echter ons kikkerlandje wel verlaten. Aangezien hij binnen de Benelux nooit aan de horizon zal verschijnen en dus altijd achter de aarde zelf verscholen zou zitten.

Wat is het verschil tussen een supernova en hypernova?

Wanneer een ster dusdanig groot is dat het zeker is dat hij een zwart gat zal creëren aan het eind van zijn leven spreken we van een hypernova in plaats van een supernova. Deze twee termen worden echter regelmatig door elkaar gebruikt. Het woord supernova is het meest voorkomende en wordt over het algemeen ook geassocieerd met het ontstaan van zwarte gaten.

Zo is ook een supernova een erg interessant verschijnsel binnen ons universum. Hoewel we al redelijk veel weten over supernova’s zullen we er ook nog erg veel over leren. Of we zelf ooit een supernova met het blote oog zullen zien is nog even afwachten, maar de prachtige nevels die het achterlaat zijn al meerdere malen vastgelegd en kunnen we dus allemaal bewonderen.