Supernovae sind gewaltige Sternexplosionen, die in weiter Entfernung von der Erde stattfinden. Nun haben Forscher einen besonderen Blick auf ein solches Ereignis werfen können: Eine Gravitationslinse hat das Licht so einer Explosion um das 50-Fache verstärkt und in vier Abbilder aufgespalten. Dieser sehr seltene Zufall könnte sich als nützlich für die Kosmologie entpuppen, denn anhand der Teleskopmessungen dürfte sich die Expansionsrate des Universums sehr präzise abschätzen lassen.

Wie das Entdeckerteam um Ariel Goobar von der Universität Stockholm jetzt im Magazin "Science" berichtet, handelte es sich bei seinem Fund, der unter der Katalognummer iPTF16geu geführt wird, um eine Supernova vom Typ Ia. Die Eigenschaften solcher Supernovae sind sehr genau bekannt – und vor allem immer gleich, weshalb sie auch als "Standardkerzen" bezeichnet werden und zur Entfernungsmessung im Universum herangezogen werden.

Aufnahmen mit mehreren Teleskopen
© Joel Johansson, Stockholm University
(Ausschnitt)
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Das Licht der vier Supernova-Abbilder hat auf seinem Weg zur Erde jeweils minimal unterschiedlich lange gebraucht. Indem sie nun die Laufzeitunterschiede bestimmen, hoffen die Forscher die Rate, mit der sich das Universum ausgedehnt hat, genau berechnen zu können. Bisherige Berechnungsverfahren für diese so genannte Hubble-Konstante haben zu zwei miteinander unvereinbaren Werten geführt. Die "gelinste" Supernova iPTF16geu könnte helfen, das Rätsel lösen.

Supernovae kommen im beobachtbaren Universum häufig vor, praktisch jeden Tag werden durch automatische Himmelsdurchmusterungsprogramme solche Explosionen in weit entfernten Galaxien aufgespürt. Auch Gravitationslinsen, bei denen sich zwei Galaxien in direkter Sichtlinie zur Erde hintereinander befinden, sind häufig. Doch dass beides zusammen auftritt, hat Seltenheitswert. Insbesondere, da es den Forschern gelang, iPTF16geu sehr genau zu untersuchen: Binnen zwei Monaten nach der Entdeckung wurde die Supernova sowohl mit dem Hubble-Weltraumteleskop als auch mit dem Keck-Observatorium auf dem Mauna Kea und dem VLT in Chile aufgenommen. Möglich machte es eine Art Schnellwarnsystem, das Programm GROWTH.

Gravitationslinsen entstehen, wenn besonders massereiche Objekte wie etwa Galaxien den Raum krümmen und dadurch das Licht aus der dahinterliegenden Region von seiner geraden Bahn ablenken. Der Effekt entspricht ungefähr dem einer im Weltraum platzierten Lupe. Weil die als Linse wirkende Vordergrundgalaxie in der Regel nicht völlig gleichförmig ist, kommt es zu vielfältigen Verzerrungen – wie im aktuellen Fall zur Vervierfachung der eigentlich punktförmigen Sternexplosion. Auch das könnte sich als aufschlussreich erweisen, hoffen die Forscher, denn um ein solches Vierfachbild hervorzurufen, müsse die Vordergrundgalaxie einen vergleichsweise komplexen Aufbau haben, was wiederum Rückschlüsse auf Bildung und Materieverteilung bei Galaxien erlauben könnte.