Wat is een Pair-Instability Supernova?

Een supernova met instabiliteit van een paar is een speciaal type supernova, of stellaire explosie, die alleen voorkomt in sterren die zeer massief zijn (tussen 130 en 250 zonne-massa's), lage tot matige rotatiesnelheden hebben en een lage metalliciteit (voornamelijk gemaakt van waterstof en helium) ). In een supernova met instabiliteit van een paar is de kern van de ster zo extreem energiek dat botsingen tussen gammastralen en atoomkernen resulteren in de spontane vorming van elektronen-positronparen, waardoor veel van de thermische energie wordt weggeheveld en de druk daalt. Deze drukval leidt ertoe dat de ster gedeeltelijk bezwijkt door zwaartekracht.

Samenvallende regio's worden snel oververhit tot extreme temperaturen en drukken, waardoor de atoomkernen snel samensmelten en een enorme energie-afgifte plaatsvindt. De resulterende thermische energie is zo enorm dat het de ster volledig uit elkaar blaast en niets achterlaat. Alle andere supernovae laten zwart gat of resten van neutronensterren achter.

Supernovae van paarinstabiliteit wordt tegenwoordig zeldzaam geacht, met slechts één kandidaat in de recente astronomische geschiedenis: SN 2006gy, die "de helderste stellaire explosie ooit werd genoemd" werd genoemd. Het was tien keer krachtiger dan een supernova en net als andere supernovae-explosies werd dit een hypernova genoemd. Sommige wetenschappers hebben voorgesteld dat supernova's bij paarinstabiliteit een restant van de quark-ster kunnen achterlaten, maar dit wordt niet bevestigd.

Hoewel supernova's met paarinstabiliteit in het heden zelden worden waargenomen, wordt gedacht dat ze in het verre verleden zeer talrijk waren, onder de primordiale, superzware populatie III-sterren met een lage metalliciteit. Dit zijn de eerste sterren die ontstaan ​​na de periode van 100 miljoen jaar duisternis na de oerknal. Ze zijn voldoende oud en ver weg om praktisch niet waarneembaar te zijn met behulp van onze huidige telescooptechnologie, hoewel de James Webb Space Telescope een beeld heeft gegeven van oud licht waarvan wordt gedacht dat het de vage gloed van populatie III-sterren is.

Eta Carinæ is een ster in onze melkweg met zoveel massa (100-150 zonnemassa's) dat hij aan het einde van zijn leven kan ontploffen in een supernova met instabiliteit van paren. Omdat het slechts 4.500 lichtjaar verwijderd is van de aarde, zou het zo helder zijn dat het 's nachts met behulp van zijn licht zou kunnen lezen. De supernova zou zelfs overdag zichtbaar zijn, zoals de maan. Gelukkig zou het nog steeds niet energiek genoeg zijn om de atmosfeer van de aarde aanzienlijk te beschadigen.