NIEUWSSupernova-explosie

Hoe een ontploffende ster miljoenen jaren geleden dood en verderf zaaide

De overblijfselen van een supernova-explosie op zo’n 11 duizend lichtjaar afstand van de aarde. Als dergelijke ontploffingen dichterbij plaatsvinden, vormen ze een groot risico voor het aardse leven. Beeld NASA/STScI

Toen 350 miljoen jaar geleden een nabijgelegen zware ster explodeerde, stierf zo’n driekwart van de destijds op aarde levende soorten uit. Dat stellen astronomen in een nieuw vakartikel.

De dood waart niet alleen rond op aarde maar treft ons soms ook vanuit de hemel. In het vakblad PNAS beschrijft een groep astronomen hoe een zware ster zich ontpopte tot een apocalyptisch monster dat uiteindelijk zo’n 75 procent van het leven op aarde de kop zou kosten. Dat gebeurde toen de ster, op zo’n 65 lichtjaar afstand van hier, stierf in een supernova-explosie.

Die explosie trof zo’n 350 miljoen jaar geleden een aarde die we met moderne ogen nauwelijks zouden herkennen. Het zuidelijk halfrond werd bedekt door supercontinent Gondwana, terwijl Siberië heerste over het noordelijk deel. Op die – en andere – landmassa’s hadden planten net de eerste wortels en zaden ontwikkeld, terwijl op het oppervlak onder meer voorlopers van onze huidige spinnen, schorpioenen en insecten rondbanjerden. In de oceanen krioelde het ondertussen van het leven: van prehistorische vissen tot grote koraalriffen.

Afname van ozon

Totdat het noodlot toesloeg. Al langer is bekend dat aan het eind van het zogeheten Devoon twee uitsterfgolven elkaar kort opvolgden. Eerder dit jaar stelden aardwetenschappers dat in elk geval die tweede golf, de zogeheten Hangenberg-gebeurtenis, gepaard ging met een plotselinge, grootschalige afname van ozon in de atmosfeer. Dat zorgde ervoor dat het aardse leven werd blootgesteld aan een verhoogde stralingsdosis, met (schadelijke) mutaties in het dna als resultaat.

‘Het is nog niet bekend hoe de ozon precies uit de atmosfeer verdween’, zegt astronoom Brian Fields (Universiteit van Illinois), een van de auteurs van het artikel. Waar de aardwetenschappers vooral zochten naar een aardse oorsprong, zoals grootschalige vulkaanuitbarstingen, besloot hij met collega’s te kijken of het uitsterven ook een kosmische dader kon hebben. ‘We kwamen tot de conclusie dat een supernova-explosie de waarschijnlijkste verklaring biedt’, zegt Fields.

Astronoom en supernova-onderzoeker Jacco Vink (Universiteit van Amsterdam) is enthousiast over het resultaat van zijn Amerikaanse collega’s. Volgens Vink weten astronomen al langer dat supernova-explosies in theorie dit soort uitsterfgolven kunnen veroorzaken. ‘Maar zover ik weet was dat nog niet eerder aan een specifieke golf in het verleden gekoppeld’, zegt hij. ‘Dat doen zij nu wel, en dat is erg interessant.’

Sociale sterren

Volgens Fields kan het supernovascenario zelfs verklaren waarom het uitsterven in twee golven kwam. ‘Zware sterren zijn sociaal; ze komen vaak voor in setjes van twee die om elkaar draaien’, zegt hij. ‘Als je één supernova ziet, is de kans dus groot dat er later nog een volgt. Dat zie je ook terug in die periode, waarin naast de Harrington-gebeurtenis ook de Kellwasser-gebeurtenis plaatsvond,’ zegt Fields, doelend op de eerste van de twee uitsterfgolven. ‘Ook andere, kleinere uitsterfgolven uit die periode zouden door supernova’s veroorzaakt kunnen zijn.’

Overigens hoeven we ons geen zorgen te maken dat de kosmos ons binnenkort op soortgelijke wijze onder vuur neemt. De dichtstbijzijnde zware ster die op ontploffen staat is Betelgeuze, op zo’n 650 lichtjaar afstand. Dat is te ver om een dreiging te zijn. De risicoafstand, of kill distance, zoals de astronomen het met een enigszins militaristisch klinkende term in hun vakartikel beschrijven, is maximaal 60 tot 70 lichtjaar. Op dit moment zijn er binnen die afstand geen sterren die op knallen staan. 

In de verre toekomst kan dat veranderen. Omdat ons zonnestelsel rond het centrum van de Melkweg draait, komen we op een gegeven moment terecht in een van de veel dichterbevolkte spiraalarmen van ons sterrenstelsel. Als dan toevallig in de buurt een zware ster ontploft, zijn we alsnog het haasje, zegt Vink. ‘Al blijkt uit statistische berekeningen dat zoiets hooguit een paar keer per miljard jaar zal voorkomen.’

Helderder dan de maan

Mocht een door mensen bewoonde aarde ooit getroffen worden door zo’n kosmische explosie, dan zien onze verre nakomelingen aan de hemel eerst vooral spektakel. ‘Ineens wordt een ster veel helderder dan de maan, zo helder dat je er een boek bij kunt lezen’, zegt Vink. Gedurende twee weken neemt die helderheid toe, daarna zwakt het langzaam af, een proces dat tot wel twee jaar kan duren.

Het échte gevaar volgt, afhankelijk van de exacte afstand van de ontploffing, pas ergens tussen de duizend en tienduizend jaar later. ‘Zo’n supernova is in feite een gigantische bom, die een schokgolf in het ijle kosmische gas veroorzaakt’, zegt hij. Het resultaat? Een enorme stroom razendsnelle deeltjes die uiteindelijk ook de aarde bereikt.

Eenmaal op aarde blaast die kosmische straling niet alleen de ozon uit onze atmosfeer, maar veroorzaakt ook mutaties in ons dna. ‘En in tegenstelling tot gewone UV-straling, die alleen je huid aantast, dringt deze straling veel dieper je lichaam binnen’, zegt hij. Aan zo’n horrorscenario ontsnappen, is bovendien nauwelijks mogelijk. ‘Ik vrees dat er weinig aan te doen is. Je kunt hooguit wat bunkers bouwen om je in te verschuilen.’

Of de aarde zo’n 350 miljoen jaar terug inderdaad is gebombardeerd met dodelijke kosmische straling, kunnen we misschien nu nog terugzien. In hun artikel betogen de astronomen dat je in diepe grondlagen, afkomstig uit die periode, radioactief plutonium en samarium zou moeten terugvinden. ‘Als je dat vindt, vormt dat hét bewijs dat in de buurt inderdaad een supernova heeft plaatsgevonden’, zegt hij. ‘Ik ben een astronoom en geen geoloog, maar ik hoop dat men nu naar die stoffen op zoek gaat.’

De krabnevel is een overblijfsel van een supernova-explosie. Deze supernova werd op 4 juli 1054 waargenomen door Chinese astronomen (maar gebeurde, door de afstand die het licht moest afleggen, in werkelijkheid 6.500 jaar eerder).Beeld NASA/ESA/Allison Loll/Jeff

Nog meer kosmische knallers

Zo promoveer je een simpele sterexplosie tot een horrorfakkel met de helderheid van 50 miljard zonnen

Mysterieuze ‘kosmische koe’ blijkt zwart gat of zombiester

Het zonnestelsel is in zijn jonge jaren mogelijk getroffen door de uitbarsting van een nabije supernova. Het scheve baanvlak van de meeste planeten in het huidige stelsel, plus het feit dat het tamelijk bruusk eindigt, vormen hiervoor een aanwijzing. 

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden