Eerste waarneming van niet-sferische geometrie bij supernova-explosie SN 2024ggi

Een internationale samenwerking van astronomen heeft een baanbrekende ontdekking gedaan. Voor het eerst konden zij de explosievorm van de supernova SN 2024ggi vastleggen tijdens de vroegste, meest vluchtige fase. Deze waarneming leverde cruciale empirische gegevens op over de geometrie van het uitgestoten materiaal op het moment dat het door het oppervlak van de voorlopende ster brak. Deze kosmische gebeurtenis vond plaats in het spiraalstelsel NGC 3621, dat zich op een afstand van ongeveer 22 miljoen lichtjaar bevindt in het sterrenbeeld Hydra.

SN 2024ggi werd voor het eerst geregistreerd op 10 april 2024. Dankzij de uitzonderlijke snelheid van de onderzoekers, konden de observaties met de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory (ESO) al op 11 april beginnen – slechts 26 uur na de initiële detectie. Deze cruciale 'doorbraakfase' duurt slechts enkele uren, wat snelle actie essentieel maakte. Zonder deze tijdige respons zou de informatie, die onbereikbaar is in latere stadia, verloren zijn gegaan. De sleutel tot dit methodologische succes was het gebruik van spectropolarimetrie met het FORS2-instrument op de VLT. Dit maakte het mogelijk om de geometrie van de lichtbron te bepalen, ook al verschijnt deze op die enorme afstand slechts als een puntobject.

De verzamelde data onthulden dat de initiële uitstoot van materie geenszins sferisch was. Integendeel, het materiaal vertoonde een langgerekte, olijfachtige vorm, wat duidt op een uitgesproken axiale symmetrie vanaf de allereerste momenten van de catastrofe. Naarmate de materie zich uitbreidde en interactie aanging met de omringende ruimte, werd deze vorm geleidelijk platter. De symmetrie-as bleef echter onveranderd. Dit suggereert dat de interne omstandigheden van de ster, zoals rotatie of een magnetisch veld op het moment van de ineenstorting, een voorkeursrichting hebben bepaald voor de explosie.

De voorlopende ster van SN 2024ggi is geïdentificeerd als een rode superreus. Schattingen wijzen op een massa tussen de 12 en 15 zonsmassa's en een straal die ongeveer 500 keer groter is dan die van onze zon. Zulke massieve sterren beëindigen hun bestaan door een zwaartekrachtsinzinking van de kern, wat leidt tot een Type II supernova-explosie. Door deze vroege geometrie nauwkeurig te bestuderen, kunnen astrofysici hun theoretische modellen die de explosies van zware sterren beschrijven, verfijnen en aanscherpen.

Diverse specialisten waren betrokken bij dit onderzoek. Yi Yang van de Tsinghua University initieerde het observatieverzoek, terwijl co-auteurs Dietrich Baade en Ferdinando Patat van de European Southern Observatory (ESO) een cruciale rol speelden. De vroegtijdig verkregen spectra toonden ook de aanwezigheid van smalle emissielijnen, waaronder H, He I, C III en N III. Bovendien hielpen archiefgegevens van de Hubble- en Spitzer-telescopen om een gedetailleerd beeld te schetsen van de stamouder in de jaren vóór de explosie, wat bevestigde dat het om een solitaire rode superreus ging. Dit succes, gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Science Advances, benadrukt de kracht van internationale coördinatie en legt de basis voor het opbouwen van statistieken over de vormen van stellaire explosies.