Gerade explodiert

Es war eine Explosion von wahrhaft kosmischen Ausmaßen: Am 24. August 2011 konnten Astronomen in der Galaxie Messier 101 einen spektakulären Sternenntod beobachten: Die Supernova mit der Bezeichnung SN 2011fe zeigte, dass an den rätselhaften Supernova-Explosionen vom Typ Ia wahrscheinlich ein weißer Zwerg und ein gewöhnlicher Stern wie die Sonne beteiligt sind. Das erste Licht der sich ausdehnenden Explosionswolke fiel einem automatischen Suchprogram am Palomar Observatorium in Kalifornien nur elf Stunden nach der Detonation auf. So konnte ein Team um Peter Nugent die abgesprengte Schale des Sterns genau unter die Lupe nehmen und darin erstmals die Elemente Kohlenstoff und Sauerstoff nachweisen.
Astronomen gehen davon aus, dass bei Typ Ia-Supernovae ein weißer Zwerg explodiert, der Teil eines Doppelsystems ist. Weiße Zwerge sind ausgebrannte Sonnen, deren Materie sich extrem verdichtet hat, nachdem der Brennstoff Wasserstoff erschöpft war. Sie bestehen vor allem aus Wasserstoff und Kohlenstoff. Normalerweise werden weiße Zwerge nicht zur Supernova, sondern kühlen langsam aus, wenn die Kernfusion zum Erliegen kommt. Doch wenn sie Teil eines Doppelsystems sind, saugen sie häufig Materie von ihrem Partner auf. Dabei werden sie kleiner und heißer. Wenn eine kritische Masse von etwa 1,4 Sonnenmassen überschritten ist, kommt es dann zu einer thermonuklearen Explosion, sozusagen einer stellaren Atombomben-Explosion.

Typ Ia-Supernova sind für Kosmologen hochinteressant, weil ihre Helligkeitskurve immer den gleichen Verlauf nimmt. Die Forscher nutzen die selbst in großen Entfernungen sichtbaren Explosionen daher als ?Standardkerze?, um Entfernungen im Kosmos zu bestimmen. Allerdings war bislang völlig unklar, was für ein Stern der Partner ist, der dem weißen Zwerg sein Futter liefert. ?Bis jetzt wurde noch nie ein Vorgänger einer Typ Ia-Supernova vor der Explosion beobachtet?, schreibt Mario Hamuy von der Universidad de Chile in der Zeitschrift Nature. In Frage kamen rote Riesen, so genannte Unterriesen oder Hauptreihensterne, oder andere weiße Zwerge.

Da SN 2011fe mit einer Entfernung von 21 Millionen Lichtjahren verhältnismäßig nah an der Erde liegt, nahm ein Team um Weidong Li ältere Bilder des Weltraumteleskops Hubble unter die Lupe, um in Bildern der Galaxie Messier 101 (?Feuerradgalaxie?) nach dem Vorläuferstern zu suchen. Die Forscher konnten allerdings an der Stelle der späteren Explosion nichts finden. Sie schließen daraus, dass der Vorläufer kein roter Riese gewesen sein kann. Denn ein solcher Stern leuchtet hundertmal so hell wie die Sonne und müsste auf den Hubble-Bildern sichtbar sein.

Aus dem Verlauf der Explosion konnte das Team um Peter Nugent außerdem ausschließen, dass ein zweiter weißer Zwerg der Materiallieferant für die Explosion war. Demnach ist der Partner höchstwahrscheinlich ein Hauptreihenstern, wahrscheinlich ein etwas größerer Stern als die Sonne. SN 2011fe war die nächste und hellste Supernova vom Typ Ia seit 25 Jahren. Einige Wochen lang war sie sogar durch ein gutes Fernglas sichtbar.
Peter Nugent (Lawrence Berkeley National Laboratory), et al.: Nature, Bd. 480, S. 344, doi:10.1038/nature10644

Weidong Li (University of California in Berkeley), et al.: Nature, Bd. 480, S. 348, doi:10.1038/nature10646

© wissenschaft.de - Ute Kehse


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