ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo

8 supernova-1006

•Download as PPT, PDF•
•
Kees De Jager
Kees De Jager

sn 1006

1 of 65
Downloaded 10 times
DE SUPERNOVA VAN 1006DE SUPERNOVA VAN 1006 De helderste supernova ooit gezienDe helderste supernova ooit gezien
NOVAE EN SUPERNOVAENOVAE EN SUPERNOVAE Vooraf: het begrip ‘nova’. EnVooraf: het begrip ‘nova’. En wat is een supernova?wat is een supernova?
De ontdekking van Tycho BraheDe ontdekking van Tycho Brahe • Op 11 november 1572 ontdekte deOp 11 november 1572 ontdekte de Deense astronoom Tycho Brahe een sterDeense astronoom Tycho Brahe een ster waar nooit eerder een was gezienwaar nooit eerder een was gezien • Hij noemde dit een nieuwe ster : ‘nova’.Hij noemde dit een nieuwe ster : ‘nova’. Stond verder dan de maan; was zelfsStond verder dan de maan; was zelfs geen planeet.geen planeet. • Hoorde dus thuis in de wereld van deHoorde dus thuis in de wereld van de vaste sterrenvaste sterren
Tycho en zijn novaTycho en zijn nova Tycho Brahe (1546 – 1601)Tycho Brahe (1546 – 1601) Nova Cas 1572Nova Cas 1572
De nekslag van het model vanDe nekslag van het model van AristotelesAristoteles • Aristoteles en in zijn voetspoor deAristoteles en in zijn voetspoor de klassieke geleerden meenden dat deklassieke geleerden meenden dat de wereld van de vaste sterren onveranderlijkwereld van de vaste sterren onveranderlijk waswas • Dit was dus niet het gevalDit was dus niet het geval • Maar wat zagen we hier dan wel?Maar wat zagen we hier dan wel?
Even: een lang verhaal kortEven: een lang verhaal kort • Een nova is 10 000 maal zo helder als deEen nova is 10 000 maal zo helder als de zon. Ontstaat door explosie aan oppervlakzon. Ontstaat door explosie aan oppervlak van witte dwergster. Deze ster blijft verdervan witte dwergster. Deze ster blijft verder intactintact • Een supernova straalt 10 miljard maalEen supernova straalt 10 miljard maal feller dan de zon - sommigen markerenfeller dan de zon - sommigen markeren de dood van een ster die enkele tientallende dood van een ster die enkele tientallen malen zwaarder is dan de zonmalen zwaarder is dan de zon
Resten zijn nog te zien:Resten zijn nog te zien: wolk van 24wolk van 24 lichtjaren diameter, die met 9000 km/seclichtjaren diameter, die met 9000 km/sec expandeert. Temperatuur 10 miljoen gradenexpandeert. Temperatuur 10 miljoen graden
Tycho’s ster was een supernovaTycho’s ster was een supernova • Uit later onderzoek blij dat Tycho’s sterUit later onderzoek blij dat Tycho’s ster geen nova was maar een - veelgeen nova was maar een - veel zeldzamer - supernovazeldzamer - supernova • Per melkwegstelsel – dit is een wolk vanPer melkwegstelsel – dit is een wolk van ca. 100 miljard sterren als de zon – komtca. 100 miljard sterren als de zon – komt eens per 50 jaar een supernova voor.eens per 50 jaar een supernova voor. • En ca. 30 gewone novae per jaar - dat isEn ca. 30 gewone novae per jaar - dat is dus 1500 maal vakerdus 1500 maal vaker
DE SUPERNOVA VAN 1006DE SUPERNOVA VAN 1006 De helderste supernova ooit ??De helderste supernova ooit ??
Vooral Chinese waarnemingenVooral Chinese waarnemingen • Heldere ster verscheen begin mei 1006Heldere ster verscheen begin mei 1006 • Zó helder dat hij de nacht verlichtteZó helder dat hij de nacht verlichtte • Was ca. drie jaren zichtbaarWas ca. drie jaren zichtbaar • Ook waarnemingen uit Japan, Egypte enOok waarnemingen uit Japan, Egypte en zelfs uit Zwitserland; dat laatstezelfs uit Zwitserland; dat laatste opmerkelijk omdat de ster daar vlak bovenopmerkelijk omdat de ster daar vlak boven de horizon stondde horizon stond
Meestal wordt zoiets een gaststerMeestal wordt zoiets een gastster genoemdgenoemd • GastGast • SterSter
Maar hier was hetMaar hier was het ‘grote ster van‘grote ster van helder gele kleur’helder gele kleur’ • Verscheen 1 mei (Chinees); heldereVerscheen 1 mei (Chinees); heldere ster die in helderheid toenamster die in helderheid toenam • Ook in Japan wordt 1 mei genoemdOok in Japan wordt 1 mei genoemd • Drie Arabische teksten: 2 of 3 meiDrie Arabische teksten: 2 of 3 mei • China was twee jaar eerder bedreigdChina was twee jaar eerder bedreigd door invallende legersdoor invallende legers • De hofastroloog voorspelde betereDe hofastroloog voorspelde betere tijden en werd prompt bevorderd!tijden en werd prompt bevorderd! • Hiernaast: deel ontdekkingsverhaal,Hiernaast: deel ontdekkingsverhaal, gekopieerd uit een later geschriftgekopieerd uit een later geschrift
Locatie: tussen Kulou en Qiguan;Locatie: tussen Kulou en Qiguan; ten zuiden van Di.ten zuiden van Di.
De plaats op een moderne kaartDe plaats op een moderne kaart G327.6+14.6; op de grens van Centaurus en LupusG327.6+14.6; op de grens van Centaurus en Lupus
Extreem helder objectExtreem helder object • Geschatte grootste helderheid was tegenGeschatte grootste helderheid was tegen de – 9 magnitudende – 9 magnituden (Stephenson)(Stephenson) • En in elk geval minstens – 7,5 magEn in elk geval minstens – 7,5 mag • Meest waarschijnlijke waarde: – 8,5 magMeest waarschijnlijke waarde: – 8,5 mag • Dit is ca. 40 maal zo helder als Venus opDit is ca. 40 maal zo helder als Venus op maximale helderheidmaximale helderheid
De resten nog steeds te zienDe resten nog steeds te zien • Een lichtend schijfje zo groot als de volle maanEen lichtend schijfje zo groot als de volle maan • Expandeert met snelheid van 2600 km/secondeExpandeert met snelheid van 2600 km/seconde • Dis is de radio-, röntgen- en gamma-bronDis is de radio-, röntgen- en gamma-bron G327.6+14.6G327.6+14.6 • Afstand is 7200 lichtjaren; dus middellijn is 60Afstand is 7200 lichtjaren; dus middellijn is 60 lichtjarenlichtjaren • Uitzenden van radio-, röntgen- en gamma-Uitzenden van radio-, röntgen- en gamma- straling betekent dat de bron zeer heet isstraling betekent dat de bron zeer heet is
De bron is ca. 1000 jaar oudDe bron is ca. 1000 jaar oud (volgt uit(volgt uit expansiesnelheid en omvang)expansiesnelheid en omvang)
Het cirkeltje tussen Lupus enHet cirkeltje tussen Lupus en CentaurusCentaurus
Onderdeel van de wolk: gassliertOnderdeel van de wolk: gassliert wijst op schokgolf – snelle expansiewijst op schokgolf – snelle expansie
Verder onderzoek; er zijn tweeVerder onderzoek; er zijn twee soorten supernovaesoorten supernovae Type Ia (en b, c,..) – witte dwerg inType Ia (en b, c,..) – witte dwerg in dubbelsterdubbelster Type II – eindfase van zeer zware sterType II – eindfase van zeer zware ster Met welke soort hebben wij te doen?Met welke soort hebben wij te doen?
Enkele galactische supernovaeEnkele galactische supernovae • 1006 magnitude – 8,5 type Ia1006 magnitude – 8,5 type Ia • 1054 – 6 type II (Stier)1054 – 6 type II (Stier) • 1572 – 4 Ia (Brahe)1572 – 4 Ia (Brahe) • 1604 – 3 Ia (Kepler)1604 – 3 Ia (Kepler) • 1680 (?)1680 (?) + 5 (?) ? (Cas)+ 5 (?) ? (Cas)
Type II supernovaeType II supernovae Zeer zware sterren aan het eindZeer zware sterren aan het eind van hun levenvan hun leven
Een type II rest: Krabnevel - 1054Een type II rest: Krabnevel - 1054
Krabnevel in monochromatischKrabnevel in monochromatisch licht; dat markeert heetste delenlicht; dat markeert heetste delen
De Krabnevel – nog steeds actiefDe Krabnevel – nog steeds actief • Afstand 6500 lichtjarenAfstand 6500 lichtjaren • Totale gasmassa: 5 zonnemassa’sTotale gasmassa: 5 zonnemassa’s • In het centrum een neutronenster – roteert omIn het centrum een neutronenster – roteert om as, 30 maal per seconde; we zien flitsen: pulsaras, 30 maal per seconde; we zien flitsen: pulsar • Januari 2011: langdurige toename energierijkeJanuari 2011: langdurige toename energierijke straling (gamma straling; 100 miljoen eV)straling (gamma straling; 100 miljoen eV) • Sinds 2009: aantal uitbarstingen van gammaSinds 2009: aantal uitbarstingen van gamma stralingstraling • 12 en 16 april 2011: de grootste uitbarstingen –12 en 16 april 2011: de grootste uitbarstingen – 30 maal sterker dan ooit eerder gemeten30 maal sterker dan ooit eerder gemeten
Het type II mechanismeHet type II mechanisme Hoe en waarom explodeert eenHoe en waarom explodeert een zware ster aan het eind van haarzware ster aan het eind van haar levenleven
Sterren branden op kernenergieSterren branden op kernenergie • Het heelal bestaat uit ca. 90% waterstof (H) ca. 10%Het heelal bestaat uit ca. 90% waterstof (H) ca. 10% helium (He) en ca. 1% zwaardere elementenhelium (He) en ca. 1% zwaardere elementen • In de meeste sterren:In de meeste sterren: kernfusiekernfusie - H wordt langzaam- H wordt langzaam omgezet in Heomgezet in He • Als alle H in He is omgezet, sterven lichte sterren (zoalsAls alle H in He is omgezet, sterven lichte sterren (zoals de zon); de ster stort ineen tot witte dwergde zon); de ster stort ineen tot witte dwerg • In zwaardere sterren wordt de temperatuur in hetIn zwaardere sterren wordt de temperatuur in het centrum zo hoog dat He kan fuseren tot zwaarderecentrum zo hoog dat He kan fuseren tot zwaardere elementen (zoals koolstof, C; zuurstof, O; stikstof, N).elementen (zoals koolstof, C; zuurstof, O; stikstof, N). • En zo voort! We bespreken de evolutie van de kern vanEn zo voort! We bespreken de evolutie van de kern van een ster die meer dan 10 maal zwaarder is dan de zoneen ster die meer dan 10 maal zwaarder is dan de zon
Op weg naar het einde – stap 1Op weg naar het einde – stap 1 In het binnenste wordt He omgezet, vooral in C en OIn het binnenste wordt He omgezet, vooral in C en O
Het spel van contractie en verdereHet spel van contractie en verdere kernfusiekernfusie • Als alle helium is omgezet in C en O staakt hetAls alle helium is omgezet in C en O staakt het fusieprocesfusieproces • De kern straalt niet meer en er is dus nietDe kern straalt niet meer en er is dus niet voldoende stralingsdruk om de buitenlagen tevoldoende stralingsdruk om de buitenlagen te dragendragen • Dan krimpt de kern: hij stort ineenDan krimpt de kern: hij stort ineen • Daardoor stijgt de temperatuur daar verder, totDaardoor stijgt de temperatuur daar verder, tot kernfusie tot zwaardere deeltjes kan beginnenkernfusie tot zwaardere deeltjes kan beginnen
Op weg naar het einde – stap 2Op weg naar het einde – stap 2 De kern comprimeert opnieuw en wordt heter; deDe kern comprimeert opnieuw en wordt heter; de temperatuur in de kern is nu een miljard gradentemperatuur in de kern is nu een miljard graden
Op weg naar het einde – stap 3Op weg naar het einde – stap 3 De kern comprimeert verder en wordt nog heterDe kern comprimeert verder en wordt nog heter
Op weg naar het einde – stap 4Op weg naar het einde – stap 4 Verdere kompressie en verhitting van de kernVerdere kompressie en verhitting van de kern
Op weg naar het einde – stap 5Op weg naar het einde – stap 5 IJzer (Fe) is het zwaarste element dat door fusie kan ontstaan. De kernIJzer (Fe) is het zwaarste element dat door fusie kan ontstaan. De kern stort nu definitief ineen. Kern wordt neutronenbolstort nu definitief ineen. Kern wordt neutronenbol
De energie die bij ineenstorten vrijkomt leidt totDe energie die bij ineenstorten vrijkomt leidt tot een explosie van de buitenlagen; over blijft eeneen explosie van de buitenlagen; over blijft een neutronenster (of zwart gat) en wegvliegend gasneutronenster (of zwart gat) en wegvliegend gas
Nu de andere soort: Type INu de andere soort: Type I 1006, Tycho, Kepler …enz.1006, Tycho, Kepler …enz. (er zijn ondersoorten Ia, Ib …(er zijn ondersoorten Ia, Ib … Ia komt het meest voor)Ia komt het meest voor)
Type Ia supernovaeType Ia supernovae • Zo’n supernova is aanvankelijk een dubbelsterZo’n supernova is aanvankelijk een dubbelster bestaande uit reuzenster en witte dwergbestaande uit reuzenster en witte dwerg • De reuzenster zwelt op aan eind van haar bestaanDe reuzenster zwelt op aan eind van haar bestaan • Ten slotte stroomt massa naar de witte dwergTen slotte stroomt massa naar de witte dwerg • Maar een witte dwerg kan niet meer massa hebben danMaar een witte dwerg kan niet meer massa hebben dan 1,4 maal de zonsmassa1,4 maal de zonsmassa • Als die grens overschreden wordt dan implodeert deAls die grens overschreden wordt dan implodeert de witte dwerg; vrijkomende energie wordt uitgestraaldwitte dwerg; vrijkomende energie wordt uitgestraald • Supernovae van type Ia zijn de helderste supernovaeSupernovae van type Ia zijn de helderste supernovae • Worden geïdentificeerd op grond van spectrum (geenWorden geïdentificeerd op grond van spectrum (geen waterstof)waterstof)
Het scenario in beeldHet scenario in beeld
Kepler’s supernovarest – 1604; ookKepler’s supernovarest – 1604; ook een Type Iaeen Type Ia
Tycho’s supernova (1572)Tycho’s supernova (1572) • Ontdekt door W. Schuler (6 nov. 1572) enOntdekt door W. Schuler (6 nov. 1572) en opnieuw door Tycho Brahe (11 nov.)opnieuw door Tycho Brahe (11 nov.) • Helderder dan alle sterren en planetenHelderder dan alle sterren en planeten (helderste planeet ca. – 4)(helderste planeet ca. – 4) • Twee weken lang overdag te zienTwee weken lang overdag te zien • Werd 16 maanden lang waargenomenWerd 16 maanden lang waargenomen • Type Ia (exploderende witte dwerg)Type Ia (exploderende witte dwerg)
De rest van Tycho Brahe’s sterDe rest van Tycho Brahe’s ster Afstand 7500 lj; op grens Cepheus–Cass; expandeert; 10 000 km/secAfstand 7500 lj; op grens Cepheus–Cass; expandeert; 10 000 km/sec
Hoe wordt het type herkend?Hoe wordt het type herkend? Verschillen in de spectraVerschillen in de spectra Type Ia: geen waterstof, wel deType Ia: geen waterstof, wel de zwaardere elementenzwaardere elementen Type II: waterstof, helium , enz.Type II: waterstof, helium , enz.
Typische lichtkrommen tonen ook de groteTypische lichtkrommen tonen ook de grote helderheid.helderheid. (Vgl. de zon heeft abs. magn. +5)(Vgl. de zon heeft abs. magn. +5)
Type Ia supernovae zijn hetType Ia supernovae zijn het heldersthelderst Ze stralen alle vrijwel even sterk. DatZe stralen alle vrijwel even sterk. Dat komt door het mechanisme (wittekomt door het mechanisme (witte dwerg die meer massa krijgt dan 1,4dwerg die meer massa krijgt dan 1,4 zonsmassa’s)zonsmassa’s)
Neutrino’s bij de explosieNeutrino’s bij de explosie Bij het ineenstorten van deBij het ineenstorten van de sterkern worden neutrino’ssterkern worden neutrino’s uitgestraalduitgestraald
Elektronen en protonen smeltenElektronen en protonen smelten samen bij het ineenstortensamen bij het ineenstorten • Elektronen hebben een negatieve ladingElektronen hebben een negatieve lading • Protonen hebben een even grote positieveProtonen hebben een even grote positieve ladinglading • Bij het samensmelten van een elektron en eenBij het samensmelten van een elektron en een proton ontstaan een neutron. Dit heeft dus geenproton ontstaan een neutron. Dit heeft dus geen lading.lading. • Daarbij ontstaat ook een neutrino: zeer kleinDaarbij ontstaat ook een neutrino: zeer klein deeltje zonder lading (en zonder massa?)deeltje zonder lading (en zonder massa?)
Neutrino’s vliegen overal doorheenNeutrino’s vliegen overal doorheen • Door een vierkante centimeter dieDoor een vierkante centimeter die loodrecht staat op de richting naar de zonloodrecht staat op de richting naar de zon vliegen per seconde ca. 100 miljardvliegen per seconde ca. 100 miljard neutrino’sneutrino’s • Ze vliegen ook dwars door de aarde heenZe vliegen ook dwars door de aarde heen • Ze treden nauwelijks in wisselwerking metZe treden nauwelijks in wisselwerking met de materie waar ze doorheen vliegen ende materie waar ze doorheen vliegen en kunnen daarom moeilijk worden ontdektkunnen daarom moeilijk worden ontdekt
Eenmaal toch ontdekt!Eenmaal toch ontdekt! • Op 24 februari 1987 ontvlamde een supernovaOp 24 februari 1987 ontvlamde een supernova in de Grote Magellaanse Wolk (afstand 168 000in de Grote Magellaanse Wolk (afstand 168 000 lichtjaren)lichtjaren) • Drie uren vóórDrie uren vóór de lichtflits werden 24 neutrino’sde lichtflits werden 24 neutrino’s op aarde gevangen in drie verschillendeop aarde gevangen in drie verschillende laboratoria en in een tijdsbestek dat slechts 13laboratoria en in een tijdsbestek dat slechts 13 seconden duurdeseconden duurde • Die waren dus uitgestraald op het moment vanDie waren dus uitgestraald op het moment van het ineenstorten van de sterkernhet ineenstorten van de sterkern
Supernovae komen niet vaakSupernovae komen niet vaak voorvoor Ca. eenmaal per 50 jaar per melkwegstelselCa. eenmaal per 50 jaar per melkwegstelsel De laatste in ons stelsel was in 1604 of 1680;De laatste in ons stelsel was in 1604 of 1680; ook een in 1870. (Veel zijn wel ongemerktook een in 1870. (Veel zijn wel ongemerkt geëxplodeerd)geëxplodeerd) Maar … er zijn heel veel melkwegstelselsMaar … er zijn heel veel melkwegstelsels
En nu: een nog nietEn nu: een nog niet geïdentificeerde supernovageïdentificeerde supernova Uiteen vliegende flarden in hetUiteen vliegende flarden in het sterrenbeeld Cassiopeia (1680?)sterrenbeeld Cassiopeia (1680?)
Eigenaardige lichtflarden in hetEigenaardige lichtflarden in het sterrenbeeld Cassiopeiaesterrenbeeld Cassiopeiae
Op de plaats van radiobron Cas AOp de plaats van radiobron Cas A
Sterkste radiobron aan de hemel:Sterkste radiobron aan de hemel: Cas ACas A • Afstand: 11 000 lichtjarenAfstand: 11 000 lichtjaren • Gaswolk met middellijn van ca. 10Gaswolk met middellijn van ca. 10 lichtjarenlichtjaren • Expandeert nog steeds en wel metExpandeert nog steeds en wel met snelheid van 5000 km per secondesnelheid van 5000 km per seconde • Temperatuur is ca. 50 miljoen gradenTemperatuur is ca. 50 miljoen graden
Was daar een supernova?Was daar een supernova? • De radiobron moet omstreeks het jaarDe radiobron moet omstreeks het jaar 1700 zijn ontstaan1700 zijn ontstaan • Dit leidt men af uit de omvang en deDit leidt men af uit de omvang en de expansiesnelheidexpansiesnelheid • Maar uit die tijd zijn geen waarnemingenMaar uit die tijd zijn geen waarnemingen bekend van een exploderende sterbekend van een exploderende ster • Misschien de ster 3 Cas die in 1680 evenMisschien de ster 3 Cas die in 1680 even zichtbaar was ???zichtbaar was ???
Welke zware sterren kunnenWelke zware sterren kunnen ‘spoedig’ een type II supernova‘spoedig’ een type II supernova worden?worden? Onderzoek de sterevolutie en gaOnderzoek de sterevolutie en ga na welke zware sterren aan hetna welke zware sterren aan het einde van hun evolutie zijneinde van hun evolutie zijn
Hertzsprung-Russell diagram geeftHertzsprung-Russell diagram geeft overzicht van typen sterrenoverzicht van typen sterren
Schematische evolutiesporenSchematische evolutiesporen
Rechts:Rechts: de ster die later SN1987A zou worden.de ster die later SN1987A zou worden. Links:Links: de supernova op top van helderheidde supernova op top van helderheid
Evolutiespoor SN 1987A vóór de explosie;Evolutiespoor SN 1987A vóór de explosie; zware ster; dus een type II supernovazware ster; dus een type II supernova
Betelgeuze in Orion – wordt ditBetelgeuze in Orion – wordt dit ‘binnenkort’ een supernova?‘binnenkort’ een supernova?
Antwoord: vermoedelijk niet; moetAntwoord: vermoedelijk niet; moet nog naar ‘links’ evoluerennog naar ‘links’ evolueren
Goede kandidaten: hyperreuzenGoede kandidaten: hyperreuzen lichtkracht tussen 400 000 en 2 miljoen maal zon;lichtkracht tussen 400 000 en 2 miljoen maal zon; zie ook het Gele Gatzie ook het Gele Gat
Daaronder meest waarschijnlijke kandidaat: Eta CarinaDaaronder meest waarschijnlijke kandidaat: Eta Carina ((hete ster van grote lichtkracht; 3 miljoen maal zon)hete ster van grote lichtkracht; 3 miljoen maal zon)
Laatste gevonden galactische supernova-Laatste gevonden galactische supernova- rest ontdekt 1985; röntgenbron G1.9+0.3.rest ontdekt 1985; röntgenbron G1.9+0.3. Nabij centrum MelkwegNabij centrum Melkweg (zie het vierkantje)(zie het vierkantje)..
140 jaren jong!140 jaren jong! • 2007: Chandra ruimtetelescoop zag het2007: Chandra ruimtetelescoop zag het Röntgenbeeld: ontdekte hoge temperatuurRöntgenbeeld: ontdekte hoge temperatuur • Snelle expansie : leeftijd was toen 140 jaarSnelle expansie : leeftijd was toen 140 jaar • Moet dus ca. 1870 uitgebarsten zijn – inMoet dus ca. 1870 uitgebarsten zijn – in werkelijkheid 30 000 jaren eerderwerkelijkheid 30 000 jaren eerder • Ligt nabij (enkele duizenden lichtjaren!) hetLigt nabij (enkele duizenden lichtjaren!) het centrum van het Melkwegstelselcentrum van het Melkwegstelsel • Moeilijk te zien achter dichte stofwolken enMoeilijk te zien achter dichte stofwolken en daardoor was ook de explosie onzichtbaardaardoor was ook de explosie onzichtbaar
Dank u!Dank u! Deze presentatie kan nagelezenDeze presentatie kan nagelezen worden opworden op www.cdejager.com/presentatieswww.cdejager.com/presentaties Ga daar naar SN1006Ga daar naar SN1006

More Related Content

8 supernova-1006

  • 1. DE SUPERNOVA VAN 1006DE SUPERNOVA VAN 1006 De helderste supernova ooit gezienDe helderste supernova ooit gezien
  • 2. NOVAE EN SUPERNOVAENOVAE EN SUPERNOVAE Vooraf: het begrip ‘nova’. EnVooraf: het begrip ‘nova’. En wat is een supernova?wat is een supernova?
  • 3. De ontdekking van Tycho BraheDe ontdekking van Tycho Brahe • Op 11 november 1572 ontdekte deOp 11 november 1572 ontdekte de Deense astronoom Tycho Brahe een sterDeense astronoom Tycho Brahe een ster waar nooit eerder een was gezienwaar nooit eerder een was gezien • Hij noemde dit een nieuwe ster : ‘nova’.Hij noemde dit een nieuwe ster : ‘nova’. Stond verder dan de maan; was zelfsStond verder dan de maan; was zelfs geen planeet.geen planeet. • Hoorde dus thuis in de wereld van deHoorde dus thuis in de wereld van de vaste sterrenvaste sterren
  • 4. Tycho en zijn novaTycho en zijn nova Tycho Brahe (1546 – 1601)Tycho Brahe (1546 – 1601) Nova Cas 1572Nova Cas 1572
  • 5. De nekslag van het model vanDe nekslag van het model van AristotelesAristoteles • Aristoteles en in zijn voetspoor deAristoteles en in zijn voetspoor de klassieke geleerden meenden dat deklassieke geleerden meenden dat de wereld van de vaste sterren onveranderlijkwereld van de vaste sterren onveranderlijk waswas • Dit was dus niet het gevalDit was dus niet het geval • Maar wat zagen we hier dan wel?Maar wat zagen we hier dan wel?
  • 6. Even: een lang verhaal kortEven: een lang verhaal kort • Een nova is 10 000 maal zo helder als deEen nova is 10 000 maal zo helder als de zon. Ontstaat door explosie aan oppervlakzon. Ontstaat door explosie aan oppervlak van witte dwergster. Deze ster blijft verdervan witte dwergster. Deze ster blijft verder intactintact • Een supernova straalt 10 miljard maalEen supernova straalt 10 miljard maal feller dan de zon - sommigen markerenfeller dan de zon - sommigen markeren de dood van een ster die enkele tientallende dood van een ster die enkele tientallen malen zwaarder is dan de zonmalen zwaarder is dan de zon
  • 7. Resten zijn nog te zien:Resten zijn nog te zien: wolk van 24wolk van 24 lichtjaren diameter, die met 9000 km/seclichtjaren diameter, die met 9000 km/sec expandeert. Temperatuur 10 miljoen gradenexpandeert. Temperatuur 10 miljoen graden
  • 8. Tycho’s ster was een supernovaTycho’s ster was een supernova • Uit later onderzoek blij dat Tycho’s sterUit later onderzoek blij dat Tycho’s ster geen nova was maar een - veelgeen nova was maar een - veel zeldzamer - supernovazeldzamer - supernova • Per melkwegstelsel – dit is een wolk vanPer melkwegstelsel – dit is een wolk van ca. 100 miljard sterren als de zon – komtca. 100 miljard sterren als de zon – komt eens per 50 jaar een supernova voor.eens per 50 jaar een supernova voor. • En ca. 30 gewone novae per jaar - dat isEn ca. 30 gewone novae per jaar - dat is dus 1500 maal vakerdus 1500 maal vaker
  • 9. DE SUPERNOVA VAN 1006DE SUPERNOVA VAN 1006 De helderste supernova ooit ??De helderste supernova ooit ??
  • 10. Vooral Chinese waarnemingenVooral Chinese waarnemingen • Heldere ster verscheen begin mei 1006Heldere ster verscheen begin mei 1006 • Zó helder dat hij de nacht verlichtteZó helder dat hij de nacht verlichtte • Was ca. drie jaren zichtbaarWas ca. drie jaren zichtbaar • Ook waarnemingen uit Japan, Egypte enOok waarnemingen uit Japan, Egypte en zelfs uit Zwitserland; dat laatstezelfs uit Zwitserland; dat laatste opmerkelijk omdat de ster daar vlak bovenopmerkelijk omdat de ster daar vlak boven de horizon stondde horizon stond
  • 11. Meestal wordt zoiets een gaststerMeestal wordt zoiets een gastster genoemdgenoemd • GastGast • SterSter
  • 12. Maar hier was hetMaar hier was het ‘grote ster van‘grote ster van helder gele kleur’helder gele kleur’ • Verscheen 1 mei (Chinees); heldereVerscheen 1 mei (Chinees); heldere ster die in helderheid toenamster die in helderheid toenam • Ook in Japan wordt 1 mei genoemdOok in Japan wordt 1 mei genoemd • Drie Arabische teksten: 2 of 3 meiDrie Arabische teksten: 2 of 3 mei • China was twee jaar eerder bedreigdChina was twee jaar eerder bedreigd door invallende legersdoor invallende legers • De hofastroloog voorspelde betereDe hofastroloog voorspelde betere tijden en werd prompt bevorderd!tijden en werd prompt bevorderd! • Hiernaast: deel ontdekkingsverhaal,Hiernaast: deel ontdekkingsverhaal, gekopieerd uit een later geschriftgekopieerd uit een later geschrift
  • 13. Locatie: tussen Kulou en Qiguan;Locatie: tussen Kulou en Qiguan; ten zuiden van Di.ten zuiden van Di.
  • 14. De plaats op een moderne kaartDe plaats op een moderne kaart G327.6+14.6; op de grens van Centaurus en LupusG327.6+14.6; op de grens van Centaurus en Lupus
  • 15. Extreem helder objectExtreem helder object • Geschatte grootste helderheid was tegenGeschatte grootste helderheid was tegen de – 9 magnitudende – 9 magnituden (Stephenson)(Stephenson) • En in elk geval minstens – 7,5 magEn in elk geval minstens – 7,5 mag • Meest waarschijnlijke waarde: – 8,5 magMeest waarschijnlijke waarde: – 8,5 mag • Dit is ca. 40 maal zo helder als Venus opDit is ca. 40 maal zo helder als Venus op maximale helderheidmaximale helderheid
  • 16. De resten nog steeds te zienDe resten nog steeds te zien • Een lichtend schijfje zo groot als de volle maanEen lichtend schijfje zo groot als de volle maan • Expandeert met snelheid van 2600 km/secondeExpandeert met snelheid van 2600 km/seconde • Dis is de radio-, röntgen- en gamma-bronDis is de radio-, röntgen- en gamma-bron G327.6+14.6G327.6+14.6 • Afstand is 7200 lichtjaren; dus middellijn is 60Afstand is 7200 lichtjaren; dus middellijn is 60 lichtjarenlichtjaren • Uitzenden van radio-, röntgen- en gamma-Uitzenden van radio-, röntgen- en gamma- straling betekent dat de bron zeer heet isstraling betekent dat de bron zeer heet is
  • 17. De bron is ca. 1000 jaar oudDe bron is ca. 1000 jaar oud (volgt uit(volgt uit expansiesnelheid en omvang)expansiesnelheid en omvang)
  • 18. Het cirkeltje tussen Lupus enHet cirkeltje tussen Lupus en CentaurusCentaurus
  • 19. Onderdeel van de wolk: gassliertOnderdeel van de wolk: gassliert wijst op schokgolf – snelle expansiewijst op schokgolf – snelle expansie
  • 20. Verder onderzoek; er zijn tweeVerder onderzoek; er zijn twee soorten supernovaesoorten supernovae Type Ia (en b, c,..) – witte dwerg inType Ia (en b, c,..) – witte dwerg in dubbelsterdubbelster Type II – eindfase van zeer zware sterType II – eindfase van zeer zware ster Met welke soort hebben wij te doen?Met welke soort hebben wij te doen?
  • 21. Enkele galactische supernovaeEnkele galactische supernovae • 1006 magnitude – 8,5 type Ia1006 magnitude – 8,5 type Ia • 1054 – 6 type II (Stier)1054 – 6 type II (Stier) • 1572 – 4 Ia (Brahe)1572 – 4 Ia (Brahe) • 1604 – 3 Ia (Kepler)1604 – 3 Ia (Kepler) • 1680 (?)1680 (?) + 5 (?) ? (Cas)+ 5 (?) ? (Cas)
  • 22. Type II supernovaeType II supernovae Zeer zware sterren aan het eindZeer zware sterren aan het eind van hun levenvan hun leven
  • 23. Een type II rest: Krabnevel - 1054Een type II rest: Krabnevel - 1054
  • 24. Krabnevel in monochromatischKrabnevel in monochromatisch licht; dat markeert heetste delenlicht; dat markeert heetste delen
  • 25. De Krabnevel – nog steeds actiefDe Krabnevel – nog steeds actief • Afstand 6500 lichtjarenAfstand 6500 lichtjaren • Totale gasmassa: 5 zonnemassa’sTotale gasmassa: 5 zonnemassa’s • In het centrum een neutronenster – roteert omIn het centrum een neutronenster – roteert om as, 30 maal per seconde; we zien flitsen: pulsaras, 30 maal per seconde; we zien flitsen: pulsar • Januari 2011: langdurige toename energierijkeJanuari 2011: langdurige toename energierijke straling (gamma straling; 100 miljoen eV)straling (gamma straling; 100 miljoen eV) • Sinds 2009: aantal uitbarstingen van gammaSinds 2009: aantal uitbarstingen van gamma stralingstraling • 12 en 16 april 2011: de grootste uitbarstingen –12 en 16 april 2011: de grootste uitbarstingen – 30 maal sterker dan ooit eerder gemeten30 maal sterker dan ooit eerder gemeten
  • 26. Het type II mechanismeHet type II mechanisme Hoe en waarom explodeert eenHoe en waarom explodeert een zware ster aan het eind van haarzware ster aan het eind van haar levenleven
  • 27. Sterren branden op kernenergieSterren branden op kernenergie • Het heelal bestaat uit ca. 90% waterstof (H) ca. 10%Het heelal bestaat uit ca. 90% waterstof (H) ca. 10% helium (He) en ca. 1% zwaardere elementenhelium (He) en ca. 1% zwaardere elementen • In de meeste sterren:In de meeste sterren: kernfusiekernfusie - H wordt langzaam- H wordt langzaam omgezet in Heomgezet in He • Als alle H in He is omgezet, sterven lichte sterren (zoalsAls alle H in He is omgezet, sterven lichte sterren (zoals de zon); de ster stort ineen tot witte dwergde zon); de ster stort ineen tot witte dwerg • In zwaardere sterren wordt de temperatuur in hetIn zwaardere sterren wordt de temperatuur in het centrum zo hoog dat He kan fuseren tot zwaarderecentrum zo hoog dat He kan fuseren tot zwaardere elementen (zoals koolstof, C; zuurstof, O; stikstof, N).elementen (zoals koolstof, C; zuurstof, O; stikstof, N). • En zo voort! We bespreken de evolutie van de kern vanEn zo voort! We bespreken de evolutie van de kern van een ster die meer dan 10 maal zwaarder is dan de zoneen ster die meer dan 10 maal zwaarder is dan de zon
  • 28. Op weg naar het einde – stap 1Op weg naar het einde – stap 1 In het binnenste wordt He omgezet, vooral in C en OIn het binnenste wordt He omgezet, vooral in C en O
  • 29. Het spel van contractie en verdereHet spel van contractie en verdere kernfusiekernfusie • Als alle helium is omgezet in C en O staakt hetAls alle helium is omgezet in C en O staakt het fusieprocesfusieproces • De kern straalt niet meer en er is dus nietDe kern straalt niet meer en er is dus niet voldoende stralingsdruk om de buitenlagen tevoldoende stralingsdruk om de buitenlagen te dragendragen • Dan krimpt de kern: hij stort ineenDan krimpt de kern: hij stort ineen • Daardoor stijgt de temperatuur daar verder, totDaardoor stijgt de temperatuur daar verder, tot kernfusie tot zwaardere deeltjes kan beginnenkernfusie tot zwaardere deeltjes kan beginnen
  • 30. Op weg naar het einde – stap 2Op weg naar het einde – stap 2 De kern comprimeert opnieuw en wordt heter; deDe kern comprimeert opnieuw en wordt heter; de temperatuur in de kern is nu een miljard gradentemperatuur in de kern is nu een miljard graden
  • 31. Op weg naar het einde – stap 3Op weg naar het einde – stap 3 De kern comprimeert verder en wordt nog heterDe kern comprimeert verder en wordt nog heter
  • 32. Op weg naar het einde – stap 4Op weg naar het einde – stap 4 Verdere kompressie en verhitting van de kernVerdere kompressie en verhitting van de kern
  • 33. Op weg naar het einde – stap 5Op weg naar het einde – stap 5 IJzer (Fe) is het zwaarste element dat door fusie kan ontstaan. De kernIJzer (Fe) is het zwaarste element dat door fusie kan ontstaan. De kern stort nu definitief ineen. Kern wordt neutronenbolstort nu definitief ineen. Kern wordt neutronenbol
  • 34. De energie die bij ineenstorten vrijkomt leidt totDe energie die bij ineenstorten vrijkomt leidt tot een explosie van de buitenlagen; over blijft eeneen explosie van de buitenlagen; over blijft een neutronenster (of zwart gat) en wegvliegend gasneutronenster (of zwart gat) en wegvliegend gas
  • 35. Nu de andere soort: Type INu de andere soort: Type I 1006, Tycho, Kepler …enz.1006, Tycho, Kepler …enz. (er zijn ondersoorten Ia, Ib …(er zijn ondersoorten Ia, Ib … Ia komt het meest voor)Ia komt het meest voor)
  • 36. Type Ia supernovaeType Ia supernovae • Zo’n supernova is aanvankelijk een dubbelsterZo’n supernova is aanvankelijk een dubbelster bestaande uit reuzenster en witte dwergbestaande uit reuzenster en witte dwerg • De reuzenster zwelt op aan eind van haar bestaanDe reuzenster zwelt op aan eind van haar bestaan • Ten slotte stroomt massa naar de witte dwergTen slotte stroomt massa naar de witte dwerg • Maar een witte dwerg kan niet meer massa hebben danMaar een witte dwerg kan niet meer massa hebben dan 1,4 maal de zonsmassa1,4 maal de zonsmassa • Als die grens overschreden wordt dan implodeert deAls die grens overschreden wordt dan implodeert de witte dwerg; vrijkomende energie wordt uitgestraaldwitte dwerg; vrijkomende energie wordt uitgestraald • Supernovae van type Ia zijn de helderste supernovaeSupernovae van type Ia zijn de helderste supernovae • Worden geïdentificeerd op grond van spectrum (geenWorden geïdentificeerd op grond van spectrum (geen waterstof)waterstof)
  • 37. Het scenario in beeldHet scenario in beeld
  • 38. Kepler’s supernovarest – 1604; ookKepler’s supernovarest – 1604; ook een Type Iaeen Type Ia
  • 39. Tycho’s supernova (1572)Tycho’s supernova (1572) • Ontdekt door W. Schuler (6 nov. 1572) enOntdekt door W. Schuler (6 nov. 1572) en opnieuw door Tycho Brahe (11 nov.)opnieuw door Tycho Brahe (11 nov.) • Helderder dan alle sterren en planetenHelderder dan alle sterren en planeten (helderste planeet ca. – 4)(helderste planeet ca. – 4) • Twee weken lang overdag te zienTwee weken lang overdag te zien • Werd 16 maanden lang waargenomenWerd 16 maanden lang waargenomen • Type Ia (exploderende witte dwerg)Type Ia (exploderende witte dwerg)
  • 40. De rest van Tycho Brahe’s sterDe rest van Tycho Brahe’s ster Afstand 7500 lj; op grens Cepheus–Cass; expandeert; 10 000 km/secAfstand 7500 lj; op grens Cepheus–Cass; expandeert; 10 000 km/sec
  • 41. Hoe wordt het type herkend?Hoe wordt het type herkend? Verschillen in de spectraVerschillen in de spectra Type Ia: geen waterstof, wel deType Ia: geen waterstof, wel de zwaardere elementenzwaardere elementen Type II: waterstof, helium , enz.Type II: waterstof, helium , enz.
  • 42. Typische lichtkrommen tonen ook de groteTypische lichtkrommen tonen ook de grote helderheid.helderheid. (Vgl. de zon heeft abs. magn. +5)(Vgl. de zon heeft abs. magn. +5)
  • 43. Type Ia supernovae zijn hetType Ia supernovae zijn het heldersthelderst Ze stralen alle vrijwel even sterk. DatZe stralen alle vrijwel even sterk. Dat komt door het mechanisme (wittekomt door het mechanisme (witte dwerg die meer massa krijgt dan 1,4dwerg die meer massa krijgt dan 1,4 zonsmassa’s)zonsmassa’s)
  • 44. Neutrino’s bij de explosieNeutrino’s bij de explosie Bij het ineenstorten van deBij het ineenstorten van de sterkern worden neutrino’ssterkern worden neutrino’s uitgestraalduitgestraald
  • 45. Elektronen en protonen smeltenElektronen en protonen smelten samen bij het ineenstortensamen bij het ineenstorten • Elektronen hebben een negatieve ladingElektronen hebben een negatieve lading • Protonen hebben een even grote positieveProtonen hebben een even grote positieve ladinglading • Bij het samensmelten van een elektron en eenBij het samensmelten van een elektron en een proton ontstaan een neutron. Dit heeft dus geenproton ontstaan een neutron. Dit heeft dus geen lading.lading. • Daarbij ontstaat ook een neutrino: zeer kleinDaarbij ontstaat ook een neutrino: zeer klein deeltje zonder lading (en zonder massa?)deeltje zonder lading (en zonder massa?)
  • 46. Neutrino’s vliegen overal doorheenNeutrino’s vliegen overal doorheen • Door een vierkante centimeter dieDoor een vierkante centimeter die loodrecht staat op de richting naar de zonloodrecht staat op de richting naar de zon vliegen per seconde ca. 100 miljardvliegen per seconde ca. 100 miljard neutrino’sneutrino’s • Ze vliegen ook dwars door de aarde heenZe vliegen ook dwars door de aarde heen • Ze treden nauwelijks in wisselwerking metZe treden nauwelijks in wisselwerking met de materie waar ze doorheen vliegen ende materie waar ze doorheen vliegen en kunnen daarom moeilijk worden ontdektkunnen daarom moeilijk worden ontdekt
  • 47. Eenmaal toch ontdekt!Eenmaal toch ontdekt! • Op 24 februari 1987 ontvlamde een supernovaOp 24 februari 1987 ontvlamde een supernova in de Grote Magellaanse Wolk (afstand 168 000in de Grote Magellaanse Wolk (afstand 168 000 lichtjaren)lichtjaren) • Drie uren vóórDrie uren vóór de lichtflits werden 24 neutrino’sde lichtflits werden 24 neutrino’s op aarde gevangen in drie verschillendeop aarde gevangen in drie verschillende laboratoria en in een tijdsbestek dat slechts 13laboratoria en in een tijdsbestek dat slechts 13 seconden duurdeseconden duurde • Die waren dus uitgestraald op het moment vanDie waren dus uitgestraald op het moment van het ineenstorten van de sterkernhet ineenstorten van de sterkern
  • 48. Supernovae komen niet vaakSupernovae komen niet vaak voorvoor Ca. eenmaal per 50 jaar per melkwegstelselCa. eenmaal per 50 jaar per melkwegstelsel De laatste in ons stelsel was in 1604 of 1680;De laatste in ons stelsel was in 1604 of 1680; ook een in 1870. (Veel zijn wel ongemerktook een in 1870. (Veel zijn wel ongemerkt geëxplodeerd)geëxplodeerd) Maar … er zijn heel veel melkwegstelselsMaar … er zijn heel veel melkwegstelsels
  • 49. En nu: een nog nietEn nu: een nog niet geïdentificeerde supernovageïdentificeerde supernova Uiteen vliegende flarden in hetUiteen vliegende flarden in het sterrenbeeld Cassiopeia (1680?)sterrenbeeld Cassiopeia (1680?)
  • 50. Eigenaardige lichtflarden in hetEigenaardige lichtflarden in het sterrenbeeld Cassiopeiaesterrenbeeld Cassiopeiae
  • 51. Op de plaats van radiobron Cas AOp de plaats van radiobron Cas A
  • 52. Sterkste radiobron aan de hemel:Sterkste radiobron aan de hemel: Cas ACas A • Afstand: 11 000 lichtjarenAfstand: 11 000 lichtjaren • Gaswolk met middellijn van ca. 10Gaswolk met middellijn van ca. 10 lichtjarenlichtjaren • Expandeert nog steeds en wel metExpandeert nog steeds en wel met snelheid van 5000 km per secondesnelheid van 5000 km per seconde • Temperatuur is ca. 50 miljoen gradenTemperatuur is ca. 50 miljoen graden
  • 53. Was daar een supernova?Was daar een supernova? • De radiobron moet omstreeks het jaarDe radiobron moet omstreeks het jaar 1700 zijn ontstaan1700 zijn ontstaan • Dit leidt men af uit de omvang en deDit leidt men af uit de omvang en de expansiesnelheidexpansiesnelheid • Maar uit die tijd zijn geen waarnemingenMaar uit die tijd zijn geen waarnemingen bekend van een exploderende sterbekend van een exploderende ster • Misschien de ster 3 Cas die in 1680 evenMisschien de ster 3 Cas die in 1680 even zichtbaar was ???zichtbaar was ???
  • 54. Welke zware sterren kunnenWelke zware sterren kunnen ‘spoedig’ een type II supernova‘spoedig’ een type II supernova worden?worden? Onderzoek de sterevolutie en gaOnderzoek de sterevolutie en ga na welke zware sterren aan hetna welke zware sterren aan het einde van hun evolutie zijneinde van hun evolutie zijn
  • 55. Hertzsprung-Russell diagram geeftHertzsprung-Russell diagram geeft overzicht van typen sterrenoverzicht van typen sterren
  • 57. Rechts:Rechts: de ster die later SN1987A zou worden.de ster die later SN1987A zou worden. Links:Links: de supernova op top van helderheidde supernova op top van helderheid
  • 58. Evolutiespoor SN 1987A vóór de explosie;Evolutiespoor SN 1987A vóór de explosie; zware ster; dus een type II supernovazware ster; dus een type II supernova
  • 59. Betelgeuze in Orion – wordt ditBetelgeuze in Orion – wordt dit ‘binnenkort’ een supernova?‘binnenkort’ een supernova?
  • 60. Antwoord: vermoedelijk niet; moetAntwoord: vermoedelijk niet; moet nog naar ‘links’ evoluerennog naar ‘links’ evolueren
  • 61. Goede kandidaten: hyperreuzenGoede kandidaten: hyperreuzen lichtkracht tussen 400 000 en 2 miljoen maal zon;lichtkracht tussen 400 000 en 2 miljoen maal zon; zie ook het Gele Gatzie ook het Gele Gat
  • 62. Daaronder meest waarschijnlijke kandidaat: Eta CarinaDaaronder meest waarschijnlijke kandidaat: Eta Carina ((hete ster van grote lichtkracht; 3 miljoen maal zon)hete ster van grote lichtkracht; 3 miljoen maal zon)
  • 63. Laatste gevonden galactische supernova-Laatste gevonden galactische supernova- rest ontdekt 1985; röntgenbron G1.9+0.3.rest ontdekt 1985; röntgenbron G1.9+0.3. Nabij centrum MelkwegNabij centrum Melkweg (zie het vierkantje)(zie het vierkantje)..
  • 64. 140 jaren jong!140 jaren jong! • 2007: Chandra ruimtetelescoop zag het2007: Chandra ruimtetelescoop zag het Röntgenbeeld: ontdekte hoge temperatuurRöntgenbeeld: ontdekte hoge temperatuur • Snelle expansie : leeftijd was toen 140 jaarSnelle expansie : leeftijd was toen 140 jaar • Moet dus ca. 1870 uitgebarsten zijn – inMoet dus ca. 1870 uitgebarsten zijn – in werkelijkheid 30 000 jaren eerderwerkelijkheid 30 000 jaren eerder • Ligt nabij (enkele duizenden lichtjaren!) hetLigt nabij (enkele duizenden lichtjaren!) het centrum van het Melkwegstelselcentrum van het Melkwegstelsel • Moeilijk te zien achter dichte stofwolken enMoeilijk te zien achter dichte stofwolken en daardoor was ook de explosie onzichtbaardaardoor was ook de explosie onzichtbaar
  • 65. Dank u!Dank u! Deze presentatie kan nagelezenDeze presentatie kan nagelezen worden opworden op www.cdejager.com/presentatieswww.cdejager.com/presentaties Ga daar naar SN1006Ga daar naar SN1006