Astronomen hebben voor het eerst radiogolven waargenomen van een Type Ia-supernova, een explosie afkomstig van een witte dwergster. Dit levert belangrijke aanwijzingen op over hoe witte dwergen exploderen. Een Type Ia (One-A) supernova is de nucleaire explosie van een witte dwergster. Dit type supernova is algemeen bekend; astronomen gebruiken deze supernova's om kosmologische afstanden en de uitdijing van het heelal te meten. Het explosiemechanisme van Type Ia-supernovae is echter nog niet goed begrepen.
Eenzame witte dwergen exploderen niet, dus wordt aangenomen dat de aanwas van massa van een nabijgelegen begeleidende ster een rol speelt bij het veroorzaken van de explosie. Het geaccumuleerde materiaal bestaat uit de buitenste lagen van de begeleidende ster en bestaat daarom meestal voornamelijk uit waterstof. Er wordt echter aangenomen dat het ook mogelijk is dat een witte dwerg helium opneemt van een begeleidende ster die zijn buitenste waterstoflagen heeft verloren.
Wanneer een witte dwerg materiaal van zijn begeleidende ster verwijdert, valt niet alles op de witte dwerg; sommige vormen een wolk van rondcirkelend materiaal rond het binaire systeem. Wanneer een witte dwerg explodeert in een wolk van circumstellair materiaal, wordt verwacht dat de schokgolf van de explosie door het circumstellaire materiaal zal gaan en de atomen zal exciteren, waardoor ze intense radiogolven zullen uitzenden. Hoewel er veel Type Ia-supernova's zijn waargenomen die explodeerden in omringende sterrenwolken van materiaal, hebben astronomen tot nu toe echter niet de radiogolfemissie waargenomen die gepaard gaat met Type Ia-supernova's.
Artistieke impressie van een dubbelstersysteem: een compacte witte dwerg absorbeert materiaal van een heliumrijke donorgenoot, omgeven door een hoge dichtheid van stoffig peristellair materiaal. Het is de interactie tussen de geëxplodeerde ster en het resterende materiaal van de begeleidende ster die sterke radiosignalen genereert en duidelijke heliumlijnen vormt in het optische spectrum van SN2020eyj. Bron: Adam Makarenko/W.M. Keck-observatorium
Een internationaal onderzoeksteam bestaande uit leden van de Universiteit van Stockholm en het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) heeft gedetailleerde waarnemingen gedaan van een Type Ia-supernova die in 2020 explodeerde. Ze ontdekten dat de supernova omgeven was door circumstellair materiaal dat voornamelijk uit helium bestond en hebben met succes radiogolven van de supernova gedetecteerd. Door de waargenomen radiogolfintensiteit te vergelijken met theoretische modellen, werd ontdekt dat de oorspronkelijke witte dwerg materiaal aangroeide met een snelheid van ongeveer 1/1000 van de zonnemassa per jaar. Dit is de eerste bevestigde Type Ia-supernova die wordt veroorzaakt door de aanwas van massa van een begeleidende ster waarvan de buitenste lagen voornamelijk uit helium bestaan.
Verwacht wordt dat deze observatie van radiogolven van heliumrijke Type Ia-supernovae ons begrip van het explosiemechanisme en de pre-explosieomstandigheden van Type Ia-supernovae zal verdiepen. Nu is het team van plan te zoeken naar radio-emissies van andere Type Ia-supernova's om licht te werpen op de evolutie die tot de explosies heeft geleid.
Deze resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature onder de titel "Aradio-detected Type Iasupernovawithhelium-richcircumstellarmaterial" door Kool et al.