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Astrophysik: Kosmische Kollision löst Supernova aus

Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern mit einem Sternkern kollidiert? Erstmals wurden Belege für diesen Crash beobachtet.
Die sich schnell bewegenden Trümmer einer Supernova, die durch eine Sternkollision ausgelöst wurde, prallen auf Material, das zuvor herausgeschleudert wurde. De Erschütterungen verursachen helle Radioemissionen.

Erstmals gibt es konkrete Anzeichen dafür, dass ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch in den Kern eines benachbarten Begleitsterns gestürzt sind und dadurch eine Supernova ausgelöst haben. Bislang hatten Astronominnen und Astronomen eine derartige Explosion nur theoretisch modelliert. Doch mit Hilfe von Daten des Very Large Array Sky Survey (VLASS) hat ein Team um Dillon Dong vom California Institute of Technology in Pasadena in »Science« nun entsprechende Beobachtungen aus einer rund 480 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Zwerggalaxie vorgelegt.

Die Daten des VLASS zeigten demnach seit 2017 eine starke Radioquelle, welche die Arbeitsgruppe als VT 1210+4956 bezeichnet. Frühere Studien dieser Sternenregion hatten bis 2005 keine derartige Quelle erbracht: Sie muss also in den Folgejahren entstanden sein. Ein weiterer Hinweis stammt wiederum von einem kurzen Gammastrahlenausbruch: Er wurde 2014 mit einem Messgerät an Bord der Internationalen Raumstation ISS aufgezeichnet – sein Ursprung ließ sich an der gleichen Stelle wie die Radioquelle verorten. Sie wies eine exotische Kombination aus weicher Röntgenstrahlung, hoher Intensität und kurzer Dauer auf.

Zusammengenommen konnten Dong und Co damit den Todesreigen eines Doppelsternsystems rekonstruieren. Beide Sterne, die jeweils deutlich massereicher waren als unsere Sonne, umrundeten sich demnach in einer engen Umlaufbahn. Der schwerere Stern des Paars brauchte seinen Brennstoff jedoch schneller auf als sein Partner, explodierte schließlich als Supernova und endete entweder als Schwarzes Loch oder als extrem dichter Neutronenstern.

Der Orbit dieses Objekts kreiselte anschließend immer dichter um den noch existierenden Stern, bis er vor zirka 300 Jahren in dessen Atmosphäre eindrang und damit eine Kettenreaktion auslöste. Durch die Wucht der beginnenden Kollision wurde Gas aus dem Begleitstern ins All geschleudert, das sich spiralförmig nach außen bewegte und schließlich einen Ring um das Paar bildete.

Schließlich erreichte das eindringende Schwarze Loch beziehungsweise der Neutronenstern den Kern des Nachbarn und störte dort dessen Kernfusion. Sie erzeugte jedoch die Energie, die den Kern bis dahin davor bewahrte, durch seine eigene Schwerkraft zu kollabieren. Als er durch die Kollision schließlich zusammenbrach, entstand kurzzeitig eine Scheibe aus Materie, die den Eindringling eng umkreiste. Schließlich wurde ein Jet mit annähernd Lichtgeschwindigkeit aus der Scheibe herausgeschleudert. Diese Supernova verursachte den Gammastrahlenausbruch, der 2014 nachgewiesen wurde. Die Radiostrahlung hingegen entstand, als die Stoßwelle der Explosion den dichten Gasring um den Ort des Geschehens traf.

Damit beschleunigte das Ereignis einen unvermeidlichen Prozess. »Auch der Partnerstern wäre ohnehin irgendwann explodiert, aber diese Kollision hat die Entwicklung vorweggenommen«, sagt Dong.

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