Astronomen koppelen röntgenflits aan tien miljard jaar oude supernova

Alles komt samen: voor het eerst hebben astronomen een röntgenfoto uit het verre heelal kunnen koppelen aan een supernova die op zijn beurt samenhangt met een gammaflits. Ze kwamen de sterexplosie onder andere op het spoor via de röntgensatelliet Einstein Probe.

Een internationaal team onder leiding van de Radboud Universiteit laat nu met metingen van ruimtetelescopen Hubble en James Webb zien dat het om een gammaflits-supernova gaat die zo’n tien miljard jaar geleden plaatsvond. Het is de verste supernova van deze soort waarvan, tot op de dag van vandaag, een spectrum is gemeten.

Ontdekking van het fenomeen

Op 1 augustus 2024 zag de Chinees-Europese satelliet Einstein Probe een röntgenflits van zo’n twee minuten lang, afkomstig uit het sterrenbeeld Pegasus. Tegelijkertijd ontving de Fermi Gamma-ray Space Telescope een gammaflits vanuit hetzelfde stukje hemel. Uit een analyse bleek toen al dat de flitsen op een roodverschuiving van 1.67 plaatsvonden, wat betekent dat ze ongeveer 10 miljard jaar geleden werden uitgezonden.

Het was vooral de ‘nagloeier’ van de explosie waar de astronomen cruciale informatie over de oorsprong van de flits vandaan haalden. In het optische en infrarode spectrum was het signaal maandenlang te zien. Het gaat om een zogenoemde supernova type 1c, een catastrofale explosie van een ster aan het eind van zijn leven.

Supernova ‘SN 2024aihh’ gezien door ruimtetelescoop Hubble, respectievelijk 26, 62 en 293 dagen nadat de eerste röntgenflits werd waargenomen. Beeld: Van Hoof et al.

Bevestiging van de supernova

Hoewel er eerder een vermoeden was dat het hier om een supernova ging, konden de wetenschappers dit niet bevestigen, maar door de extreme gevoeligheid van de in 2021 gelanceerde ruimtetelescoop James Webb is dit nu wel gelukt. Het hiermee gemeten spectrum komt namelijk overeen met dat van nabije supernova’s. Ook de lichtkromme die werd gemeten met ruimtetelescoop Hubble duidt op een supernova.

“Het is enorm interessant dat we dankzij snelle röntgen- en gammaflitsen supernova’s op hogere roodverschuiving kunnen vinden en bestuderen”, vertelt onderzoeker Agnes van Hoof. “Deze supernova hadden we zonder de röntgen- en gammaflits niet gevonden.”

Moderne supernova’s

De vroege supernova lijkt overeen te komen met ‘moderne’ supernova’s, wat volgens Van Hoof best verrassend is. Sterren in het jonge universum hadden waarschijnlijk minder metalen en dit zou invloed kunnen hebben op de eigenschappen van supernova’s, hoe ze ontstaan en hoe ze eruit zien.

Tot nu toe heeft de Einstein Probe ruim honderd röntgenflitsen waargenomen, maar de astronomen hopen ook van andere signalen de oorsprong te achterhalen. “We vinden veel snelle röntgenflitsen en het zou kunnen dat ze niet allemaal op dezelfde manier worden veroorzaakt”, zegt Van Hoof. “Bij sommige flitsen zien we geen supernova’s waar we dat wel hadden verwacht. We blijven speuren naar de veroorzakers van dit soort signalen.”

Vorige maand publiceerden astronomen van onder andere dezelfde onderzoeksgroep een artikel over de vroegste supernova die ooit met ruimtetelescoop James Webb was ontdekt. Van deze sterexplosie die zo’n 13 miljard jaar geleden plaatsvond, lukte het echter niet om een volledig spectrum te meten.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: