Wat gebeurt er wanneer een ster ontploft? Je verwacht het niet: hetzelfde als wanneer een gas hier op aarde ontploft.
Voor een explosie is de opbouw van voldoende druk nodig. Natuurkundige Alexei Poludnenko van de Universiteit van Connecticut en zijn team vroegen zich af hoe een ontploffing kan ontstaan in een open, onbegrensde ruimte. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer een kleine, superdichte witte dwergster explodeert, in een kosmische knal die onderzoekers een type-Ia-supernova noemen.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Poludnenko en zijn collega’s wilden erachter komen of er overeenkomsten zijn tussen dit soort stergeweld en onbegrensde explosies op aarde, zoals het ongeluk met de Buncefield-brandstofopslag in het Verenigd Koninkrijk, die in 2005 de lucht in ging.
‘Door een lek ontstond daar een wolk van brandstofdampen’, zegt Poludnenko. De grote vraag was hoe zo’n damp lang genoeg bij elkaar kon blijven zodat de boel kon ontploffen – dezelfde kwestie als bij exploderende sterren.
Gasmix
Op zoek naar een antwoord staken de onderzoekers in een laboratorium een mix van methaan en lucht aan. Vervolgens maten ze met sensoren de druk van de resulterende explosie. Tegelijkertijd volgden ze de snelheid van de vlammen met een hogesnelheidscamera. Dit alles vergeleken ze met een computersimulatie van een type-Ia-supernova.
Uit de metingen bleek dat bij het aansteken van de gasmix heel snelle turbulentie ontstaat. Die stookt de vlammen op en maakt de brand veel agressiever, zegt Poludnenko. Wanneer het mengsel snel genoeg brandt, bouwt de druk zó snel op dat die geen tijd heeft om zich over de rest van de ruimte te verspreiden. Uiteindelijk resulteert dit in een ontploffing. Poludnenko en zijn team publiceerden hun resultaten in Science.
Het lijkt erop dat dit proces ook achter supernovaexplosies zit, zegt Poludnenko. ‘In de simulaties zien we dat bij sterren hetzelfde gebeurt. Het mechanisme is identiek.’
