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Supernovae

Exotische, extrem helle Supernova entdeckt

Eine bereits im Jahr 2013 beobachtete extrem helle Supernova verblüfft ihre Entdecker und die Wissenschaftsgemeinde. Das Objekt verblasst deutlich langsamer als erwartet, und die physikalischen Prozesse hinter dem Ereignis sind noch immer nicht verstanden.
Supernova 1994D in der Galaxie NGC 4526

Supernovae sind als katastrophale und spektakuläre Himmelserscheinungen längst bekannt und wurden bereits 1000-fach beobachtet. Die Ereignisse zeichnen sich durch einen extremen Helligkeitsanstieg innerhalb kurzer Zeitspannen aus. Dabei erreichen die Supernovae Helligkeiten, die mit denen ganzer Galaxien vergleichbar sind. Die heute am besten verstandenen Supernovae werden in zwei Klassen unterteilt und unterscheiden sich in ihren Entstehungsmechanismen. Massereiche Sterne können gegen Ende ihrer Lebensphase, sobald ihnen der Brennstoff für die Kernfusion im Inneren ausgeht, dem eigenen Gravitationsdruck nicht mehr standhalten. Sie fallen in sich zusammen, und der Aufprall der äußeren Schichten auf ihren dichten Eisen-Nickel-Kern löst Stoßwellen aus, die zu einer heftigen Explosion führen. Dabei wird die Hülle des Sterns abgestoßen und das Ereignis lässt sich als ein erheblicher Helligkeitsausbruch über weite Entfernungen beobachten. Ein anderer Prozess führt zu einem ähnlichen Szenario, wenn Weiße Zwerge genug Materie aus ihrer Umgebung aufnehmen, bis sie eine kritische Masse erreichen, unter ihrem Eigengewicht zusammenfallen und durch einsetzende Fusionsprozesse zerreißen.

Supernova 1994D in der Galaxie NGC 4526
Supernova 1994D | Die Aufnahme mit dem Weltraumteleskop Hubble zeigt die Supernova 1994D in der Galaxie NGC 4526, die im Sternbild Jungfrau liegt. In den letzten Jahren entdeckten Astronomen immer häufiger mysteriöse, extrem helle Supernovae, deren Ursprung noch nicht geklärt ist.

Erst im Lauf der letzten Jahre konnte eine weitere Klasse dieser leuchtstarken Ereignisse beobachtet werden. Die als "ultrahellen Supernovae" bezeichneten Erscheinungen können die Helligkeiten der gewöhnlichen Supernovae um das 50-Fache übersteigen. Nun berichten Astronomen um Andreas Papadopoulos von der Universität of Portsmouth von einer auch für diese neue Art ungewöhnlichen Supernova. Auf dem National Astronomy Meeting 2014 in Portsmouth stellten sie ihre Ergebnisse vor. Das bereits gegen Ende des letzten Jahres auf den ersten Aufnahmen des Dark Energy Surveys (DES), einem internationalen Projekt zur Durchmusterung des Universums, beobachtete Ereignis gibt Rätsel auf. Die auf den Namen DES13S2cmm getaufte extrem leuchtstarke Supernova nimmt unerklärlich langsam an Helligkeit ab und konnte noch monatelang nach der Erstentdeckung beobachtet werden. Dieser Strahlungsverlauf lässt sich anhand der Standardmodelle zu den Abläufen während einer Supernova-Explosion nicht erklären.

Die Wissenschaftler zogen unter anderem den Einfluss von radioaktiven Zerfällen im Nachgang der Explosion als Erklärung in Betracht, doch ihre Modelle scheitern daran, den aufgezeichneten Helligkeitsverlauf korrekt nachzuzeichnen. Zudem müsste die Menge des radioaktiven Isotops Nickel-56 die dreifache Masse der Sonne übersteigen, um diese extreme Helligkeit zu erklären. Eine alternative Deutung zieht die Entstehung eines Magnetars in Betracht. Dieser außerordentlich schnell rotierende Neutronenstern besäße ein extrem starkes Magnetfeld und könnte die Supernova mit ausreichend Energie versorgt haben, um die hohe und andauernde Leuchtkraft zu erklären. Allerdings ist das Forscherteam auch von diesem Erklärungsansatz noch nicht überzeugt.

Da erst weniger als 40 dieser ultrahellen Supernovae bekannt sind, ist es derzeitig schwierig, ihre Eigenschaften im Detail nachzuvollziehen. Die Astronomen sind aber zuversichtlich, dass im weiteren Verlauf des DES-Programms noch viele dieser Ereignisse beobachtet werden können und dabei Aufschlüsse über ihre Entstehungsprozesse geben.

27. KW 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 27. KW 2014

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  • Quellen

Royal Astronomical Society, News & Press, 25.06.2014

Papadopoulos, A. et al., The Astronomer's Telegram #5603, 2013

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