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Supernova-Spuren vor der Haustür

Vor wenigen Millionen Jahren explodierten mehrere massereiche Sterne in unserer kosmischen Nachbarschaft als Supernova – das haben Forscher jetzt nachgewiesen. In langwierigen Analysen fanden sie im Meeresgrund und in Mondmaterial radioaktive Isotope, die bei den Explosionen ausge­stoßen wurden und bis in unser Sonnensystem gelangten.
Krebsnebel

Auch wenn der Blick an den nächtlichen Sternenhimmel eine Ahnung von Ewigkeit hervorruft: Die Lebensdauer von Sternen ist begrenzt, wobei sie je nach deren Masse stark variiert. Während unsere Sonne nach 4,6 Milliarden Jahren erst knapp die Hälfte ihres Lebens vollendet hat, sind andere, sehr viel massereichere Exemplare bereits nach wenigen Millionen Jahren erloschen.

Anfangs fusionieren im Sterninneren Wasserstoffatomkerne zu Heliumkernen. Die dabei freigesetzte Energie hält den Stern stabil. Der thermodynamische Druck wirkt nach außen der eigenen Schwerkraft entgegen. Ist der Wasserstoff im Zentrum aufgebraucht, verschmilzt Helium zu schwereren Elementen, später folgen Kohlenstoff, Sauerstoff, Neon und Silizium. Bei Eisen oder Nickel bricht die Kernfusion ab, da ab einer Nukleonenzahl von ungefähr 60 bei der Fusion mehr Energie verbraucht als frei würde.

Diese Prozesse laufen umso rascher ab, je höher Temperatur und Druck im Sterninneren sind. Da diese beiden Größen mit steigender Masse der Sterne zunehmen, haben massereichere ihr Kernmaterial früher verbraucht als masseärmere. Und auch das Ende eines Sterns hängt von seiner Anfangsmasse ab. Anders als die Sonne, die einmal recht unspektakulär ihre äußere Hülle abstoßen und dann als Weißer Zwerg enden wird, explodieren Sterne von mehr als acht Sonnenmassen in einer Supernova. ...

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Dunkle Kometen: Geisterfahrer im Sonnensystem

Eine kleine Gruppe von Himmelsobjekten sorgt für Rätselraten unter Fachleuten: Obwohl die Brocken keinen Schweif aus Gas und Staub aufweisen, bewegen sie sich wie Kometen. Was treibt diese Dunklen Kometen an? Könnten sie sogar Hinweise auf den Ursprung des Wassers auf der Erde liefern? Weitere Themen in dieser Ausgabe: Die Ökologin Katja Tielbörger und der Molekularbiologe Detlef Weigel diskutieren darüber, wie ein Kompromiss zur Neuregelung der Grünen Gentechnik aussehen könnte. Sie sind sich einig: Man muss das gesamte System betrachten. Angesichts des Internationalen Jahres der Quantenphysik gehen wir der Frage nach, warum selbst Physiker die Quantenmechanik nicht verstehen – und was ihre Formeln über die Wirklichkeit aussagen. Außerdem stellen wir Ihnen vor, was Mikrofossilien über die Zeitgenossen der Dinosaurier verraten, und wir präsentieren Ihnen die Farbenpracht des altägyptischen Tempels von Esna. Fünf Jahre arbeiteten Restauratoren an der Rekonstruktion. Das Ergebnis ist spektakulär.

Sterne und Weltraum – Weltformel: Lässt sich die Quantenphysik mit der Schwerkraft vereinen?

Seit einem Jahrhundert versuchen Fachleute, die Quantenphysik mit der Schwerkraft zu vereinen. Die Geschichte ist durchzogen von vielen Durchbrüchen, Wendungen und Streitigkeiten. Wir geben Ihnen einen Überblick über die Entwicklungen der wichtigsten Ansätze. Weiter informieren wir Sie über den neuen interstellaren Besucher 3I/ATLAS, der im Juli 2025 auf seiner Durchreise durch unser Sonnensystem entdeckt wurde, und stellen ein prämiertes »Jugend forscht«-Projekt vor, bei dem Schüler mittels öffentlicher Daten und eigener Beobachtungen einen Exoplaneten nachweisen konnten. Darüber hinaus: Die erste Frau auf einem Astronomielehrstuhl und, weshalb es im Oriontrapez durch veränderliche Sterne zu seltenen Himmelsschauspielen kommt. Ein spannender Blick in Astronomie und Forschung.

  • Quellen

Diehl, R.: Diehl, R.: Radioaktiver Fingerabdruck. In: Physik Journal 6, S. 18, 2016

Mehr über die aktuellen Nachweise von Isotopen aus nahen Super­novae durch verschiedene Forschergruppen

Feige, J.:Astronomie unter dem Meer. In: Physik in unserer Zeit 5, S. 220 – 227, 2016

Interessantes über die Erforschung der Meeressedimente

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