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James-Webb-Weltraumteleskop: Alte Supernova im neuen Licht

Seit mehr als einem Jahr beglückt uns das James Webb Space Telescope (JWST) bereits mit seinen spektakulären Aufnahmen. Nun hat es auch das Wesen der Supernova 1987A eingefangen.
JWST-Aufnahme der Supernova SN 1987A in der Großen Magellanschen Wolke
Eine neue JWST-Aufnahme zeigt, wie der Supernova-Überrest in Wellenlängen zwischen 1,5 Mikrometer (blau) und 4,4 Mikrometer (rot) aussieht.

Vor etwa 40 Jahren entdeckten Ian Shelton und Oscar Duhalde in Chile sowie Albert Jones aus Neuseeland unabhängig voneinander die Supernova (SN) 1987A in der Großen Magellanschen Wolke, einer kleinen Zwerggalaxie in der Nachbarschaft unserer Milchstraße. Sie ging in die Geschichte der modernen Astronomie als die erste Supernova ein, die seit der Erfindung des Teleskops beobachtet wurde. Jetzt erschien auch eine Aufnahme des JWST des rund 170 000 Lichtjahre entfernten Objekts. Sie zeigt deutlich eine Struktur im Zentrum des Supernova-Überrests, die an ein Schlüsselloch erinnert. Die Dunkelheit in seinem Kernbereich ist damit zu begründen, dass Licht aus dieser Region die dichten Schichten aus Gas und Staub nicht durchqueren kann.

Obwohl SN 1987A bereits seit Jahrzehnten mit allen möglichen Observatorien beobachtet wird, offenbarte nun das JWST ein neues Detail des explodierten Sterns: Direkt links und rechts vom Schlüsselloch befinden sich zwei sichelartige Strukturen, die höchstwahrscheinlich noch durch die Supernova selbst entstanden sind. Die Astrophysikerinnen und Astrophysiker vermuten, es handle sich hierbei um äußere Schichten von Gas, das durch die gewaltige Explosion im Jahr 1987 ins Weltall geschleudert wurde. Weiterhin wird vermutet, dass es durch die dreidimensionale Ausdehnung zu einem optischen Effekt kommt, wodurch es so scheint, als wäre dort mehr Materie vorhanden, als es eigentlich der Fall ist.

Supernova 1987A im Detail | Diese Aufnahme des JWST zeigt die einzelnen Details der Supernova 1987A. Im Zentrum ist das Schlüsselloch (keyhole) umgeben von den Sichelstrukturen (crescent). Außerdem sieht man den äquatorialen Ring (equatorial ring) mit den leuchtenden Punkten (hotspots). Weiter außerhalb sind dahingegen die äußeren Ringe (outer rings), die eine geringere Leuchtstärke haben.

Ein weiteres Detail, das beim Anblick der Aufnahme ins Auge springt, ist der äquatoriale Ring des Supernova-Überrests mit seinen hellen Lichtpunkten. Dieser Ring entstand durch Winde des Vorgängersterns der Supernova. Auch die äußeren Ringe, die eine sanduhrartige Struktur bilden, bestehen aus Materie des Sternwinds. Erst einige Monate nach der Supernova wurden die drei Ringe durch die Explosion und die damit einhergehende Ultraviolettstrahlung sichtbar.

Doch woher kommen die mysteriösen Lichtpunkte? Wenn ein Stern sein Leben beendet und explodiert, sendet er für gewöhnlich Stoßwellen ins Weltall – das Material des äquatorialen Rings wurde dadurch ionisiert und begann zu leuchten, so dass wir heute seine schönen Lichtpunkte beobachten können. Tatsächlich strahlt diese Region so stark, dass sich die Emissionen des Staubs im Röntgenbereich beobachten lassen. Außerhalb des zentralen Rings findet man ebenfalls diese leuchtenden Regionen, die von der Supernova-Stoßwelle getroffen wurden. Allerdings bleibt nichts für immer, und so ist es auch bei den Ringstrukturen. Eine Studie aus dem Jahr 2015 , die auf Beobachtungen mit dem Hubble-Teleskop und dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte beruht, legt nahe, dass der innere Ring bis 2025 durch die Stoßwellen zerstört werden könnte.

Auch wenn es durch das leicht verschwommene Bild nicht so aussieht, hat es dennoch eine hohe Auflösung im Vergleich zu anderen Observatorien, beispielsweise dem Weltraumteleskop Spitzer der NASA. Bevor es außer Dienst gestellt wurde, beobachtete es SN 1987A während seiner gesamten Karriere über, ohne jemals die Sichelstrukturen enthüllt zu haben. Es lohnt sich also definitiv, mit dem JWST einen zweiten Blick auf altbekannte Objekte zu werfen.

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