Astronomen ontdekken de hevigste explosies sinds de oerknal

Beeld: Artist’s impression van het ontstaan van Extreme Nuclear Transients (ENT’s). Credit: W. M. Keck Observatory / Adam Makarenko.

Astronomen van het Institute for Astronomy (IfA) van de Universiteit van Hawaï hebben een klasse van explosies ontdekt die de hevigste zijn sinds de oerknal: ‘Extreme Nuclear Transients’ (ENT’s) of kortweg ‘big booms’. Deze buitengewone explosies treden op wanneer sterren met minstens drie keer zoveel massa als onze zon aan flarden worden getrokken wanneer ze te dicht in de buurt van een superzwaar zwart gat komen. Bij dat proces komen gigantische hoeveelheden energie vrij die tot op enorme afstanden waarneembaar zijn.

ENT’s zijn bijna tien keer zo helder als de al langer bekende Tidal Disruption Events (TDE’s). Bovendien duren ze veel langer: soms zelfs jaren achtereen. Alles bij elkaar produceren ze meer energie dan de helderste supernova-explosies die we kennen. De meest energierijke ENT die de astronomen tot nu toe hebben onderzocht (Gaia18cdj), stootte maar lieft vijfentwintig keer zoveel energie uit als de meest energierijke supernova’s. Waar een gemiddelde supernova in slechts een jaar evenveel energie uitstoot als onze zon gedurende de volledige tien miljard jaar van haar bestaan, produceren ENT’s in een jaar evenveel energie als honderd zonnen.

ENT’s werden ontdekt toen astronoom Jason Hinkle van het IfA systematisch openbare gegevens van langdurige opvlammingen in de kernen van sterrenstelsels uitploos. Daarbij ontdekte hij twee bijzonder langdurige uitbarstingen die door de Europese astrometrische satelliet Gaia waren vastgelegd. Later kwam daar nog een derde voorbeeld van een ENT bij, die met een Amerikaanse telescoop was vastgelegd.

Hinkle en zijn medewerkers stelden vast dat deze buitengewone gebeurtenissen geen supernova’s konden zijn, omdat er veel meer energie bij vrijkomt dan bij enig andere bekende sterexplosie. Het enorme energiebudget, in combinatie met hun langdurige verschijning, wijst in de richting van een compleet ander mechanisme: een superzwaar zwart gat dat zich met materie voedt – een proces dat accretie wordt genoemd. ENT's verschillen echter sterk van de normale accretie van zwarte gaten, die doorgaans onregelmatige en onvoorspelbare helderheidsvariaties vertoont. De gelijkmatige en langdurige opvlammingen van ENT’s wijzen op een specifiek fysisch proces: de geleidelijke accretie van een aan flarden getrokken ster door een superzwaar zwart gat.