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Blick in die Forschung: Im Bild: Verräterisches Nachglühen

Super- nova-Überreste, Falschfarbenbild, Spiralarme

In unserer Galaxis sind bisher nur wenige hundert Super- nova-Überreste bekannt, obwohl etwa 1500 erwartet werden. Dieser scheinbare Konflikt zwischen Beobachtung und Theorie könnte mit neuen Aufnahmen im Radiobereich, wie der hier gezeigten, gelöst werden.

Das Falschfarbenbild wurde im Frequenzbereich von 1296 bis 1439 Megahertz aufgenommen. Die Strahlungsintensität wird mit Hilfe von Helligkeiten und Farben dargestellt: Sie nimmt von Schwarz über Blau und Grün bis Rot und Weiß zu. Der gezeigte Himmelsausschnitt ist drei mal drei Grad groß, rund sechs mal sechs Vollmonddurchmesser, und befindet sich im südlichen Sternbild Winkelmaß (lateinisch: Norma). In dieser Region überlagern sich aus unserer Blickrichtung mehrere Spiralarme des Milchstraßensystems, wodurch besonders viele Strukturen sichtbar werden.

Die Aufnahme ist Teil eines Pilotprojekts, bei dem Daten des Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) Telescope mit denen des 64-Meter-Radioteleskops Parkes kombiniert werden. Sie zeigt Supernova-Überreste, die sich durch ihre kugel- bis hantelförmige Gestalt und hohe Strahlungsintensität verraten. Außerdem erkennt man die sie umgebende interstellare Materie, die bei schwachen bis mittleren Intensitäten (vor allem die bläulich-grün dargestellten) den Raum zwischen ihnen ausfüllt. Zehn Überreste sind auf dem Bild erkennbar, lediglich fünf waren vorher bekannt. Die Chancen stehen also gut, dass sich bei weiteren Beobachtungen noch deutlich mehr finden lassen.

Die meisten Sterne, und damit auch Supernovae, entstehen in der galaktischen Scheibe und werden dort oft von Gas und Staub verdeckt. Lediglich Radiostrahlung mit ihren großen Wellenlängen kann diese dichten Regionen durchdringen, und nur mit ihr lassen sich Supernova-Überreste nachweisen. Eine Galaxie mit den Eigenschaften unseres Milchstraßensystems sollte pro Jahrhundert ein bis drei Supernovae hervorbringen. Nach dieser heftigen Explosion am Lebensende eines massereichen Sterns dehnt sich das herausgeschleuderte Material in das umgebende Medium aus. Dabei entstehen enorme Stoßwellen und hohe Temperaturen, welche die mitgerissene Materie zunächst im Röntgenbereich aufleuchten lassen. Unter diesen extremen Bedingungen werden auch die Partikel höchster Energie erzeugt, die als Teil der kosmischen Strahlung die Erdatmosphäre treffen. In den folgenden Jahrtausenden verlangsamt sich die Expansion des Supernova-Überrests, und er kühlt immer weiter ab. Dadurch verringert sich auch die Energie seiner Strahlung. Ist das Gas kalt genug, um wieder Elektronen einfangen zu können, entsteht im Überrest ein Rekombinationsleuchten. Schließlich sendet es vor allem Radiostrahlung des neutralen atomaren Wasserstoffs aus. Nach einigen zehntausend Jahren hat sich die Expansionsgeschwindigkeit des Supernova-Überrests so weit verlangsamt und seine Temperatur so weit abgekühlt, dass man ihn nicht mehr von seiner Umgebung unterscheiden kann. Damit sind alle offensichtlichen Spuren der ursprünglichen Explosion verschwunden.

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