Nieuwe waarnemingen met APEX en andere telescopen laten zien dat de ster die Europese astronomen in 1670 aan de hemel zagen verschijnen geen nova was, maar een veel zeldzamer, heftiger verschijnsel: een stellaire botsing. De gebeurtenis was spectaculair genoeg om waarneembaar te zijn met het blote oog, maar de sporen die deze achterliet waren heel vaag. Pas na een zorgvuldige analyse met behulp van submillimetertelescopen kon het 340 jaar oude raadsel worden opgelost.
Het resultaat wordt op 23 maart 2015 online gepubliceerd in het tijdschrift Nature. Enkele van de beroemdste astronomen van de zeventiende eeuw, onder wie Hevelius – de vader van de maancartografie – en Cassini, deden uitgebreid verslag van een nieuwe ster die in 1670 aan de hemel verscheen. Hevelius omschreef hem als nova sub capite Cygni – een nieuwe ster onder de kop van de Zwaan – maar de astronomen van nu kennen hem als Nova Vulpeculae 1670 [1]. Historische verslagen van novae zijn zeldzaam en van groot belang voor moderne astronomen. Nova Vul 1670 geldt als de oudste opgetekende nova-verschijning en de zwakste nova die later is herontdekt.
De hoofdauteur van het nieuwe onderzoek, Tomasz Kamiński (ESO en het Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland) legt uit: ‘Vele jaren lang werd dit object als een nova gezien, maar hoe meer het werd onderzocht, des te minder leek het op een gewone nova – sterker nog, het leek op geen enkele soort exploderende ster.’ Toen hij voor het eerst verscheen, was Nova Vul 1670 gemakkelijk waarneembaar met het blote oog en vertoonde hij twee jaar lang een veranderlijke helderheid. Vervolgens doofde hij uit, om na twee oplevingen voorgoed te verdwijnen. Hoewel het verschijnsel goed is gedocumenteerd voor die tijd, beschikten de toenmalige astronomen niet over de apparatuur die nodig was om het merkwaardige gedrag van de nova te verklaren.
In de loop van de twintigste eeuw kwamen astronomen tot het inzicht dat de meeste novae kunnen worden verklaard met het explosieve gedrag van nauwe dubbelsterren. Maar Nova Vul 1670 paste niet goed in dit model en bleef een raadsel. Zelfs de steeds groter wordende telescopen konden aanvankelijk geen spoor van de vermeende nova terugvinden. Pas in de jaren ’80 detecteerde een team van astronomen een zwakke nevel rond de vermoedelijke locatie van het restant van de ster. Hoewel er een intrigerend verband leek te bestaan met de waarneming van 1670, konden de waarnemingen geen nieuw licht werpen op de ware aard van het verschijnsel dat meer dan driehonderd jaar eerder aan de Europese hemel was waargenomen.
Tomasz Kamiński vervolgt: ‘We hebben het gebied nu op submillimeter- en radiogolflengten onderzocht. Daarbij hebben we vastgesteld dat het restant is omgeven door koel gas dat rijk is aan moleculen met een zeer ongebruikelijke chemische samenstelling.’ Behalve APEX gebruikte het team ook de Submillimeter Array (SMA) en de Effelsberg-radiotelescoop om de chemische samenstelling vast te stellen en de onderlinge verhoudingen van de verschillende isotopen in het gas te meten. Alles bij elkaar leverde dit een extreem gedetailleerd beeld op van de aard van de materie, en van de mogelijke oorsprong ervan. Wat het team heeft ontdekt, is dat de massa van het koele materiaal te groot is om afkomstig te zijn van een nova-explosie. Bovendien zijn de isotopenverhoudingen die rond Nova Vul 1670 zijn gemeten niet in overeenstemming met die van een nova. Maar als het geen nova was, wat was het dan wel?
Het lijkt een zogeheten rode nova te zijn geweest – een spectaculaire botsing tussen twee sterren, helderder dan een gewone nova, maar minder helder dan een supernova. Rode nova’s zijn heel zeldzame gebeurtenissen waarbij sterren exploderen doordat ze met een andere ster fuseren. Daarbij wordt materie uit het inwendige van de beide sterren de ruimte in geblazen, en blijft uiteindelijk slechts een zwak restant over, dat is ingebed in een koele omgeving die rijk is aan moleculen en stof. Nova Vul 1670 voldoet bijna exact aan het profiel van deze recent erkende klasse van explosieve sterren. Mede-auteur Karl Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland) concludeert: ‘Ontdekkingen als deze zijn het leukst: een volslagen onverwacht resultaat!’
Noten
[1] Het object bevindt zich binnen de grenzen van het moderne sterrenbeeld Vulpecula (Vosje), dicht bij de grens met Cygnus (Zwaan). Het wordt vaak kortweg Nova Vul 1670 genoemd of ook wel CK Vulpeculae – zijn aanduiding als veranderlijke ster.
Meer informatie
De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘Nuclear ashes and outflow in the oldest known eruptive star Nova Vul 1670’ van T. Kamiński et al., dat op 23 maart 2015 online wordt gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Het onderzoeksteam bestaat uit Tomasz Kamiński (ESO, Santiago, Chili; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Duitsland [MPIfR]), Karl M. Menten (MPIfR), Romuald Tylenda (N. Copernicus Astronomical Center, Toruń, Polen), Marcin Hajduk (N. Copernicus Astronomical Center), Nimesh A. Patel (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, VS) en Alexander Kraus (MPIfR).
APEX is een samenwerking tussen het Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), het Onsala Space Observatory (OSO) en ESO. Het beheer van APEX op Chajnantor is toevertrouwd aan ESO.
ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die specifiek is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, dicht bij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.
