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Supernovae

Ein Stern kurz vor seiner Explosion

Supernova

Supernovae lassen sich zwar quer durchs gesamte Universum beobachten, doch die Geschichte der Vorläufersterne bleibt meist unbekannt. Denn weder die Explosion selbst noch die Überreste geben darüber viel preis. Eran Ofek vom Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, und seine Kollegen haben nun ein massereiches Gestirn einen Monat vor seiner Explosion abgelichtet und festgehalten, wie es kurz vor seinem Ende noch beträchtliche Materiemengen verlor. Diese Beobachtungen könnten bisher seltene Einblicke in die letzten Entwicklungsstadien von Sternen erlauben.

Rund 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt registrierten Astronomen im August 2010 eine Typ-IIn-Supernova. Der Vorläuferstern von "SN 2010mc" vereinte vermutlich rund 50 Sonnenmassen in sich, spekulieren Ofek und sein Team. Knapp 40 Tage vor der Explosion hatte man bei dem Gestirn bereits einen kleineren Helligkeitsausbruch nachgewiesen. Die nun analysierten fotometrischen und spektroskopischen Daten seien nur mit einer Interpretation vereinbar, so die Forscher: Etwa einen Monat vor seinem Ableben schleuderte der Stern rund ein Hundertstel der Sonnenmasse an Material ins All – mit Geschwindigkeiten von rund 2000 Kilometern pro Sekunde. Kurz nach der Supernova-Explosion wurde das ausgestoßene Material dann von der Explosionswolke eingeholt [1].

Eta Carinae
Eta Carinae | Gewaltige Materieausbrüche erwarten Astronomen für Gestirne mit mehr als 20 bis 25 Sonnenmassen. Rund 7500 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt das Doppelsternsystem Eta Carinae, in dem sich noch heute die Spuren einer solchen Eruption beobachten lassen. Mitte des 19. Jahrhunderts wurden vermutlich mehr als zehn Sonnenmassen an Materie ins All geschleudert. Blaue Bereiche stellen das von den Gas- und Staubwolken emittierte sichtbare Licht dar. Die Röntgenemission ist in Orange und Gelb wiedergegeben und zeigt Materie, die aus dem Stern in die umliegenden Gas- und Staubwolken kracht und es so auf Millionen von Grad erhitzt.

Besonders überraschend sei die enorm kurze Zeit zwischen Ausbruch und Explosion, schreiben die Wissenschaftler um Ofek, die nur einen winzigen Bruchteil der Sternlebensdauer ausmache. Womöglich stünde die Eruption in einem kausalen Zusammenhang mit der anschließenden Supernova-Explosion. Um die Ursache für den Materieausbruch zu klären, glich das Team die Eigenschaften der ausgeworfenen Materie mit verschiedenen theoretischen Modellen ab. Am besten passe ein Ansatz, der auf hydrodynamischen Instabilitäten in den letzten Fusionsstadien des Sterns beruht. Es sei jedoch mehr theoretische Arbeit notwendig, meint Alexander Heger von der Monash University in Melbourne in einem begleitenden Artikel, um die zu Grunde liegenden Mechanismen zu verstehen [2].

Sterne gewinnen ihre Energie durch Kernfusion, wobei sie im Lauf ihrer Entwicklung zunehmend schwerere Elemente produzieren – von Helium über Kohlenstoff bis hin zu Eisen in den massereichen Exemplaren. Kommt die Kernfusion in Gestirnen mit mehr als zehn Sonnenmassen zum Erliegen, kollabieren sie unter ihrer eigenen Schwerkraft, explodieren daraufhin und lassen einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch zurück.

Die fortgeschrittenen Entwicklungsphasen eines massereichen Sterns, so Astronomen bis vor Kurzem, würden sich an seiner Oberfläche nicht direkt bemerkbar machen. Abzuschätzen, wann ein Gestirn schließlich zur Supernova wird, wäre damit so gut wie unmöglich. Studien wie die von Ofek gewähren daher wertvolle Einblicke in diese späten Stadien.

6. KW 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 6. KW 2013

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  • Quellen
[1] Nature 494, S. 65–67, 2013
[2] Nature 494, S. 46–47, 2013

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