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Astrophysik: Supernova aus zwei Zwergen

Bei der Rekonstruktion einer Supernova erlebten Astronomen eine Überraschung. Der gewaltigen Sternexplosion vor 400 Jahren ging die Verschmelzung zweier Weißer Zwerge voraus.
Supernova aus zwei Zwergen

Ende der 1990er Jahre stellten zwei Forscherteams Erstaunliches fest: Galaxien driften im Lauf der Zeit immer schneller voneinander fort – die Expansion des Kosmos beschleunigt sich also. Diese Entdeckung, heute einer der Gravitation entgegenwirkenden "Dunklen Energie" zugeschrieben, verhalf den Amerikanern Saul Perlmutter, Adam Riess und Brian Schmidt 2011 zum Nobelpreis für Physik (siehe SdW 12/2011, S. 12). Doch wie sicher können sie sich ihrer Erkenntnis sein? Die Distanzen der Galaxien von der Erde maßen die Forscher mit Hilfe von Supernovae des Typs Ia – Sternexplosionen, die so hell sind, dass man sie noch am Rand des sichtbaren Universums sehen kann. Sie gelten als gute Entfernungsmarken  – aber sind sie es auch?

Verwendet man geeignete Korrekturfaktoren, verhalten sich solche Supernovae wie "Standardkerzen" immer gleicher Helligkeit. Vergleichbar mit im Raum verteilten Glühbirnen bekannter Wattzahl sollten sie umso schwächer erscheinen, je weiter sie entfernt sind. Diese bemerkenswerte Eigenschaft erklären die Astronomen dadurch, dass bei solchen Ereignissen jeweils sehr ähnliche Objekte explodieren. Unter Generalverdacht standen schnell die Weißen Zwerge: Sternleichen, die durch Kernfusion keine Energie mehr gewinnen können. Sie sind etwa so groß wie die Erde, können aber mehr Material als die Sonne enthalten. Stabil sind sie jedoch nur bis zu etwa 1,4 Sonnenmassen. Wird dieser Wert überschritten, beginnen die Atomkerne in ihrem Inneren plötzlich und unkontrolliert zu verschmelzen, und die Zwerge explodieren als Supernovae...

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Spektrum der Wissenschaft – Den Kosmos entschlüsseln – Vom Sonnensystem in die Tiefen des Universums

In dieser Ausgabe berichten wir über ferne Galaxien, das Sterben von Sternen, äußerst energiereiche Gammastrahlenblitze und neue Erkenntnisse zur Dunklen Energie. Weiter informieren wir Sie über Raumfahrtmissionen zu anderen Himmelskörpern, beispielsweise die der NASA-Sonde Europa-Clipper, welche den gleichnamigen Jupitermond auf die Existenz von Ozeanen untersuchen soll. Darüber hinaus: Teleskope der Superlative mit denen der Kosmos auch von der Erde aus, immer genauer beobachtet werden kann.

Sterne und Weltraum – Überlebt – Messier 54 – Relikt einer Kollision mit unserer Galaxis

Ein Amateurastronom hat auf der Basis eigener Beobachtungen und wissenschaftlicher Erkenntnisse den Kugelsternhaufen Messier 54 untersucht, der sich optisch in der Nähe des Milchstraßenzentrums befindet. Er entpuppt sich als fernes extragalaktisches Relikt: Der Haufen ist ein Überbleibsel einer Zwerggalaxie, die mehrfach das Zentrum unserer Galaxis umläuft und dabei zerstört wird. Außerdem berichten wir über die vierjährige Marsmission der NASA-Sonde InSight, die dort unter anderem den Wärmefluss im Boden messen sollte. Weiter werfen wir einen Blick auf Forschungsansätze zur Hawking-Strahlung, nach denen unser Universum schneller als gedacht zerfallen könnte und stellen ein Projekt der Südtiroler Schülergruppe »astrocusanus« vor, die mit einem leistungsstarken Teleskop auf die Suche nach lichtschwachen Kleinkörpern geht.

Spektrum Kompakt – Dunkle Energie - Auf Spurensuche im All

Trotz der atemberaubenden Bilder aus der Euclid-Mission und zahlreichen Messdaten steckt der Kosmos immer noch voller Geheimnisse. Das Zentrum vieler Fragen ist die Dunkle Energie. Wird sie schwächer oder bleibt sie konstant? Und könnte sie aus dem Inneren von Schwarzen Löchern stammen?

  • Quellen
Li, W. et al.: Exclusion of a luminous red giant as a companion star to the progenitor of supernova SN 2011fe. In: Nature 480, S. 348 – 350, 15. Dezember 2011.

Gilfanov, M., Bogdán, Á.:An upper limit on the contribution of accreting white dwarfs to the type Ia supernova rate. In: Nature 463, S. 924 - 925, 18. Februar 2010.

Pakmor, R. et al.: Normal Type Ia supernovae from violent mergers of white dwarf binaries. In: arXiv:1201.5123, eingereicht am 24. Januar 2012.

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