Sterren waarbij het licht plotseling dooft

Sterrenkundigen weten al een eeuw wat de levensgeschiedenis van een ster behelst:

Sterren worden geboren uit gaswolken. Dat duurt zo’n 1% van het leven van een ster.

Daarna geven ze vervolgens licht en warmte zoals de Zon daar er één van is. Dat duurt zo’n 90% van het leven van een ster.

Tenslotte komen sterren weer ‘om het leven’ in een kleine of een grote explosie als de brandstof op is. De grens zit bij 8 keer de massa van de Zon (= 8M0). Dat duurt 9% van het leven van de ster en welke soort explosie het uiteindelijk wordt is afhankelijk van de massa van de ster.

Natuurlijk is er afgelopen eeuw steeds weer nieuws geweest over deze wordingsgeschiedenis van de sterren, maar het beperkte zich steeds tot een klein onderdeel van dit grote verhaal. Dat is nu veranderd. Er ontbreekt iets aan het grote verhaal.

Sterren stoppen met licht geven na een explosie

In het grote verhaal van de levenscyclus van de sterren zijn de meeste sterren stabiel. Dat is die  90%. Ze worden niet groter of kleiner. Ze exploderen niet en dat is maar goed ook, want onze Zon is er daar eentje van. Ze zijn stabiel wat de zwaartekracht van het gas van de ster, die punt symmetrisch naar binnen is gericht, is in evenwicht met de kernfusie in het centrum die de het gas naar buiten wil doen gaan. De brandstof zit in het centrum, want daar is het warm genoeg om het te verbranden en niet in de buitenwijken van een ster. Maar als het verbrand is, dan is het op. De sterren groter dan 8M0 storten hierdoor in, want niets houdt de zwaartekracht meer tegen. Dit levert een explosie op waarbij de ster een maand lang zo helder is als een geheel sterrenstelsel bij elkaar. Dit wordt een supernova genoemd, waarbij een derde van de ster de ruimte in vliegt en de rest ineenstort tot een volume wat extreem veel kleiner is.

Sterren stoppen met licht geven zonder explosie

Sommige sterren stoppen met licht geven na een explosie. Dat kan een grote of een kleine zijn. Nieuw is de ontdekking dat sterren ook van de een of de andere dag kunnen stoppen zonder explosie. De ster verdwijnt gewoon in de telescoop. Meer precies: Het licht dooft plotseling. Honderden zware sterren zijn de afgelopen 70 jaar gewoon verdwenen voor onze telescopen. Kortom het grote verhaal over de levenscyclus van een ster staat ter discussie. Het is dus mogelijk dat een superzware ster zo massief is dat de gigantische zwaartekracht sterk genoeg is, dat zelfs de supernova-explosie niet kan plaatsvinden.

Het grote verhaal van de levenscyclus van de sterren klopt dus wel, maar het is incompleet.

Geen explosie maar snelle ineenstorting

Het vermoeden dat er meer is dan een eindexplosie bestaat in het heelal werd werkelijkheid toen de ster VFTS 243 in de Tarantulanevel in de Grote Magelhaense Wolk (op 160.000 lichtjaar afstand) onderzocht werd door wetenschappers. Dit is een dubbelstersysteem waarvan één ster 25 M0 is, en het andere object is een zwart gat (10M0). Een zwart gat is geen ster. Het is een ex-ster. Beide objecten draaien om elkaar heen in ruim 10 dagen. Uit de massa van het zwarte gat blijkt dat dit object ooit ontstaan moet zijn uit een ‘einde-ster’.

Als dat met een explosie gepaard ging, dan zou de baan die beide objecten om elkaar beschrijven ovaalvormig moeten zijn. De ene ster duwt de andere ster een beetje uit zijn baan. Deze baan is bijna cirkelvormig.

Ook kun je geen uitdijende wolk / supernovarestant vinden om dit zwarte gat, die het gevolg zou moeten zijn van een sterexplosie. Denk daarbij maar aan de krabnevel.

Ook zijn er geen zware elementen in het spectrum van de onderzochte ster gevonden die altijd bij een supernova-explosie ontstaan.

Kortom het zwarte gat is ontstaan zonder explosie en alle massa is enkel geheel ineengestort tot een zwart gat. Dit is het nieuwe mechanisme vol met vragen. Waardoor explodeert de ene zware ster wel en de andere niet? Meer onderzoek is nodig. Er zijn meer voorbeelden nodig, maar ook we zouden het een keer ‘live’ moeten kunnen volgen met onze telescopen.

Het blijft mensenwerk

Waardoor wordt nu pas duidelijk dat het grote verhaal van de sterevolutie niet af is? In de kern komt dat doordat sterrenkundigen altijd collectief waarde hechten aan de meest eenvoudigste oplossing voor wat ze zien. En je ziet het niet gebeuren. Een supernova zie je wel gebeuren. Een planetaire nevel, wat de kleine variant van deze explosie is, zie je ook gebeuren. Als het niet te zien is, dan is er niets te verklaren en bestaat het niet. Als er één astronoom de hypothese voorstelt dat er ook zwarte gaten kunnen ontstaan zonder een explosie, dan mag je dat eerst theoretisch en uit waarnemingen aantonen voordat hier collectief waarde aan gehecht wordt. En beide is zeer lastig. De eerste aanwijzing is gevonden dat dit zou kunnen in de praktijk. Theorie ontbreekt geheel.

Robert de Jong