Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Stellarphysik: Eine neue Sicht auf Supernovae, Teil 2

Der Erfolg der Natur­wissenschaften liegt in der Verbindung von Beobachtungen mit Theorien. Die Supernova-Forschung ist ein Paradebeispiel dafür, wie die Computer­simulationen diese Verknüpfung erweitern und bereichern. Mit aufwändigen Berechnungen und Visua­lisierungen eröffnen sich ­Einblicke in das Innere ­sterbender Sterne – die alleine oder als Paar in einer katastrophalen Explo­sion enden.
Simulation einer SpernovaLaden...

In der Fortsetzung unserer Reihe widmen wir uns vor allem den Modellen, mit denen Astrophysiker den Geheimnissen der Sternexplosionen auf die Schliche kommen wollen. Dabei knöpfen wir uns die Supernova-Typen, wie sie in Teil 1 präsentiert wurden, nach und nach vor (siehe SuW 3/2020, S. 30).

Im Fall der »klassischen« Typ-Ia-Supernovae ist die Fachwelt davon überzeugt, dass es sich um thermonukleare Explosionen Weißer Zwerge handelt, die hauptsächlich aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen. Die Kernfusion von Kohlenstoff und Sauerstoff zu Elementen der Eisengruppe produziert genau die richtige Menge an Energie, die in Supernovae Ia beobachtet werden, wenn etwa eine Sonnenmasse von Kohlenstoff und Sauerstoff »verbrannt« wird. Da primär radioaktives Nickel-56 erzeugt wird, liefert das eine natürliche Erklärung für die Form der Lichtkurven: Zunächst zeigt sie einen schnellen Anstieg, bis die Strahlung aus dem radioaktiven Zerfall die Oberfläche des Zwergs erreicht; danach folgt ein Abfall, welcher der Zerfallskurve von Nickel-56 folgt (Halbwertszeit 6,1 Tage), und schließlich in einen langsameren Abfall auf Grund des Zerfalls von Kobalt-56 in Eisen-56 (Halbwertszeit 77 Tage) mündet. Die unterschiedlichen Halbwertszeiten machen sich direkt als Knick in der Lichtkurve bemerkbar. In dieser Vorstellung ist die Helligkeit der Supernova am Maximum direkt proportional zur Menge des entstandenen Nickel-56. Nach dem US-amerikanischen As­trophysiker David Arnett wird diese Gesetzmäßigkeit die »Arnettsche Regel« genannt. Doch hier hört dann der allgemeine Konsens bereits auf. Denn weder ist klar, welche Sterne genau bei einer Supernova vom Typ Ia explodieren, noch wissen wir zweifelsfrei, wie die Explosion im Einzelnen abläuft …

April 2020

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum April 2020

Kennen Sie schon …

März 2020

Sterne und Weltraum – März 2020

Supernovae - Beteigeuze - Venus als Exoplanet - Gravitationswellen - ISS-Fotografie - Fotoplatten-Archiv Harvard

06/2020

Spektrum - Die Woche – 06/2020

In dieser Ausgabe erfahren Sie etwas über die Mammutjäger vom Rande des Eismeers, festgefrorene Forschern und lernen, welche Folgen es für Kinder hat, wenn ein Elternteil psychisch krank ist.

02/2020

Spektrum - Die Woche – 02/2020

In dieser Ausgabe lesen Sie unter anderem, wie Paare konstruktiv streiten, erfahren etwas über den Herkunftsort eines sich wiederholenden Radioblitzes und die besorgniserregende Hitzewelle im Pazifik

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Literaturhinweise

Janka, H.-T.: Supernovae und kosmische Gammablitze: Ursachen und Folgen von Sternexplosionen (Astrophysik aktuell). Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2011

Janka, H.-T., Klose, S., Röpke, F.: Supernovae und kosmische Gammablitze. Teil 2: Die allerhellsten Phänomene. Sterne und Weltraum 4/2011, S. 44–52

Jerkstrand, A. et al.: A type Ia supernova at the heart of superluminous transient SN 2006gy. Science 367, 2020

Margalit, B. et al.: The GRB–SLSN connection: misaligned magnetars, weak jet emergence, and observational signatures. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 475, 2018

Modyaz, M. et al.: New regimes in the observation of core-collapse supernovae. Nature Astronomy 3, 2019

Phillips, M. M.: The absolute magnitudes of Type IA supernovae. The Astrophysical Journal 413, 1993

Woosley, S. et al.: Models for type I supernova. I. Detonations in white dwarfs. The Astrophysical Journal 301, 1986