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Astronomie: Wie man eine Supernova vorhersagt

Im Jahr 2037 soll am Himmel ein neuer Stern sichtbar werden. Allerdings ist das keine mystische Prophezeiung, sondern einfach eine Konsequenz der Krümmung der Raumzeit.
Das so genannte Einstein-Kreuz, das die vier Bilder der weit entfernt im Hintergrund aufgeleuchteten Supernova SN 2016geu bilden, ist deutlich auszumachen.

Prophezeiungen über das Auftauchen neuer Sterne am Himmel findet man für gewöhnlich eher im mythologischen Kontext. Nun jedoch versucht sich eine Arbeitsgruppe um Steven A. Rodney von der University of South Carolina in Columbia ebenfalls auf dem Gebiet. Wie das Team in »Nature Astronomy« schreibt, wird um das Jahr 2037 herum eine Supernova aufleuchten. Allerdings ist diese Prognose ein bisschen geschummelt: Das Team hat die Sternenexplosion – mutmaßlich eine Supernova des Typs Ia – bereits gesehen. Sie fand hinter einem Galaxienhaufen statt, der als Gravitationslinse wirkt und mehrere Abbilder der Explosion erzeugt, die in zeitlichen Abständen sichtbar werden. Drei Abbilder der Supernova sind bereits nacheinander erschienen – doch das vierte lässt noch 16 Jahre auf sich warten.

Dass es ein viertes Abbild geben wird, ist sicher. Denn die Supernova mit der Bezeichnung AT 2016jka fand in der Galaxie MRG-M0138 statt, und von der gibt es vier Abbilder, allesamt erzeugt durch die Schwerkraft eines relativ nahen Galaxienhaufens im Vordergrund. Dieser beugt wie eine Linse die von der Galaxie ausgehenden Lichtstrahlen um sich herum, so dass mehrere Abbilder in verschiedenen Richtungen erscheinen. Wie das Team um Rodney berichtet, war die neue Lichtquelle in Bildern von 2019 nicht zu sehen und erschien dann in drei der Galaxie-Abbilder nacheinander binnen 200 Tagen. Dass die Bilder zu unterschiedlichen Zeiten erscheinen, liegt einfach daran, dass ihre Lichtwege unterschiedlich lang sind. Denn natürlich ist ein Galaxienhaufen keine perfekte Linse, sondern ein klumpiges Objekt, das Lichtstrahlen kompliziert gebogene Pfade aufzwingt.

Und den längsten Weg hat anscheinend das Licht hinter sich, das zum vierten Abbild gehört – es liegt etwas näher am Zentrum des Haufens als die anderen drei. Näher am Zentrum nämlich liegen die Galaxien am dichtesten und zwingen dem Licht die meisten Kursänderungen auf. Um herauszufinden, wie viel länger dieses Licht braucht, modellierte die Arbeitsgruppe die ungefähre Massenverteilung des Galaxienhaufens. Für diese Kalkulation nutzte sie neben der Position der Galaxie und ihrer vier Abbilder außerdem eine weitere Hintergrundgalaxie, deren Licht ebenfalls von dem Haufen mehrfach gebeugt wird.

Auf der Basis dieser Analyse kommt das Team nicht nur zu dem Ergebnis, dass das erwartete vierte Abbild der Supernova um das Jahr 2037 herum erscheinen wird. Darüber hinaus prognostiziert es sogar ein fünftes Bild etwa um das Jahr 2042 direkt im Zentrum des Galaxienhaufens. Das allerdings werde vermutlich so schwach, dass man es nicht sehen könne, schreiben Rodney und Co. Zeitlich versetzte Mehrfachbilder von Supernovae dieser Art könnten zukünftig genaueren Aufschluss über die Verteilung der Dunklen Materie in linsenden Galaxienclustern geben. Der Haken: Dafür bräuchte man, schätzt das Team, etwa 100 Supernovae mit Mehrfachbildern. Derzeit sind zwei bekannt.

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