Er wordt nu aangenomen dat de krachtigste supernova’s van het universum worden aangedreven door de geboorte van snel draaiende, sterk gemagnetiseerde neutronensterren, magnetars genoemd. Astronomen hebben zich jarenlang verbaasd over superlumineuze supernova’s: explosies die de gewone supernova’s een factor tien of meer overtreffen, en veel langer aanhouden. Nieuw onderzoek gepubliceerd in Nature bevestigt dat deze buitengewone gebeurtenissen worden veroorzaakt door de enorme energie die vrijkomt uit een pasgeboren magnetar. Deze ontdekking lost niet alleen een al lang bestaand mysterie op, maar markeert ook de eerste bevestigde waarneming van een magnetar die zich in realtime vormt.
Het mysterie van superlichtgevende supernova’s
Superlumineuze supernova’s hebben wetenschappers sinds hun eerste detectie in het begin van de jaren 2000 verbijsterd. Hun uitzonderlijke helderheid en langere duur daagden bestaande modellen van stellaire dood uit. Wanneer een massieve ster instort, explodeert deze meestal, waarbij een neutronenster of een zwart gat achterblijft. Neutronensterren hebben een ongelofelijke dichtheid – een theelepel weegt miljarden tonnen – en kunnen locaties zijn van extreme natuurkunde. Sommige neutronensterren draaien snel rond en zenden stralingsbundels uit als pulsars. Magnetars zijn echter het meest extreem: pasgeboren pulsars met magnetische velden die duizend keer sterker zijn dan typische neutronensterren.
De doorbraak: SN 2024afav en Lense-Thirring-precessie
De sleutel tot het ontrafelen van dit mysterie kwam met de observatie van SN 2024afav, een superlichte supernova die zich op ongeveer een miljard lichtjaar van de aarde bevindt. Astronomen volgden de supernova gedurende 200 dagen en merkten een eigenaardig patroon op: de helderheid nam periodiek af, waarbij de intervallen tussen de dips in de loop van de tijd kleiner werden. Dit gedrag kwam met geen enkele bekende energiebron overeen, behalve één: een snel draaiende magnetar.
Het immense magnetische veld van de magnetar draait en kronkelt terwijl hij met een snelheid van bijna het licht ronddraait, waardoor enorme straling wordt uitgestoten. Deze energie zorgt voor een superlading van het omringende uitgestoten gas, waardoor de helderheid van de supernova wordt versterkt en de levensduur ervan wordt verlengd. Cruciaal was dat de waargenomen helderheidsdalingen werden verklaard door een fenomeen dat werd voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein: de Lense-Tirring-precessie. De extreme zwaartekracht van de magnetar vervormde de ruimtetijd, waardoor een omringende schijf van materie begon te wiebelen als een tol. Vanuit het perspectief van de Aarde blokkeerde deze wiebelende schijf periodiek ons zicht op de magnetar, waardoor het waargenomen flikkerende patroon ontstond.
Waarom dit belangrijk is
Deze ontdekking is om verschillende redenen belangrijk. Ten eerste levert het overtuigend bewijs voor de door magnetar aangedreven motor achter superlichtgevende supernova’s. Ten tweede bevestigt het een al lang bestaande theoretische voorspelling. Ten derde biedt het een unieke kans om de algemene relativiteitstheorie te testen onder extreme zwaartekrachtomstandigheden. De omgeving rond een magnetar is zo intens dat zelfs subtiele voorspellingen van de theorie meetbare effecten worden. Zoals Adam Ingram, een astrofysicus aan de Universiteit van Newcastle, opmerkt: “Alles aan het systeem is extreem… het zwaartekrachtveld is sterk genoeg om de meest exotische voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie grote gevolgen te laten hebben.”
De bevestiging van magnetars als de drijvende kracht achter deze gebeurtenissen opent nieuwe wegen voor onderzoek naar de evolutie van sterren, extreme fysica en de fundamentele wetten die het universum beheersen. De ontdekking markeert een grote stap voorwaarts in het begrijpen van de meest gewelddadige en energetische verschijnselen in de kosmos.
