Der Tod jedes Sterns ist dramatisch, aber extrem helle Supernovae heben diese Dramatik auf eine neue Ebene. In den frühen 2000er-Jahren beobachteten Wissenschaftler erstmals diese auffälligen Kataklysmen, die viel länger leuchten und mehr als zehnmal so hell sein können wie eine gewöhnliche Supernova. Seitdem fragte sich die Astrophysikgemeinde, welcher physikalische Prozess das außergewöhnliche, anhaltende Leuchten solcher Sternexplosionen erklärt. Nun wissen sie es: In einem am 11. März 2026 in der Fachzeitschrift »Nature« veröffentlichten Artikel haben Astrophysiker die wahre Quelle einer extrem leuchtstarken Supernova ermittelt: Es ist die Strahlung, die von einer etwa 20 Kilometer großen, frisch entstandenen und stark magnetisierten sowie schnell rotierenden Kugel aus Neutronen – einem sogenannten Magnetar – ausgesandt wird. Damit wurde nicht nur das Rätsel der überhellen Supernovae gelöst, sondern es ist auch das erste Mal, dass die Entstehung eines Magnetars beobachtet werden konnte. Verraten hat dies alles eine seltsame Eigenschaft von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie.

»Das ist so weit entfernt von allem, was wir uns jemals vorgestellt haben«, sagt Joseph Farah, Doktorand an der University of California in Santa Barbara, der die Studie während seiner Tätigkeit am Las Cumbres Observatory (LCO) leitete. »Wir wissen so wenig über diese Dinge.«

Bekannt ist, dass ein massereicher Stern, wenn er seinen Brennstoff verbraucht hat, in sich zusammenfällt und daraufhin explodiert, wobei er eine sich rasch ausdehnende, langsam abkühlende Wolke aus radioaktivem Gas und Trümmern mit einem winzigen Sternüberrest im Zentrum hinterlässt. Wenn ein solcher Stern mit rund der 10- bis 25-fachen Masse der Sonne kollabiert, entsteht dabei in der Regel ein Neutronenstern. Das ist die seltsamste Materieform im Kosmos – ein Teelöffel des Materials eines Neutronensterns wiegt so viel wie der Mount Everest. Dadurch werden Neutronensterne zu Orten mit einigen der extremsten bekannten physikalischen Phänomene.

Neutronensterne fallen besonders extrem aus, wenn sie sich schnell drehen und gebündelte Strahlen von ihren Magnetpolen aussenden; diese Objekte werden in der Astrophysik als Pulsare bezeichnet. Magnetare sind die außergewöhnlichsten von allen: Die meisten von ihnen sind neu entstandene Pulsare, deren Magnetfelder bis zu 1000-mal so stark sind wie bei normalen Neutronensternen.

Obwohl Theoretiker bereits ahnten, dass die stürmische Entstehung eines Magnetars zur Erklärung der extrem leuchtkräftigen Supernovae beitragen könnte, erwies sich der Nachweis als schwierig. Ein möglicher Durchbruch kam Ende 2024 mit dem Ausbruch einer neuen überhellen Supernova mit der Bezeichnung SN 2024afav, die etwa eine Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt ist. SN 2024afav wurde 100 Tage lang von Astronomen des LCO beobachtet. Dabei fiel ihre Helligkeit regelmäßig ab; sie schwankte, wobei die Zeit zwischen den Helligkeitsabnahmen im Lauf der Messung immer kürzer wurde.

Farah und seine Co-Autoren suchten in der Theorie nach Gründen für dieses spezielle Verhalten. Sie fanden nur eine einzige einleuchtende Erklärung: Dreht sich ein Magnetar mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um seine eigene Achse, so verformt, windet und verdreht sich sein immenses Magnetfeld, wobei starke Strahlung ausgestoßen wird. Die Energie dieses astrophysikalischen Motors bringt das umgebende, zuvor ausgestoßene Gas zum Leuchten und verstärkt so die Leuchtkraft und die Langlebigkeit der Supernova.

Aber was verursachte das Auf- und Abnehmen der Helligkeit dieser stellaren Asche? Die Antwort liegt darin verborgen, in welcher Weise der sich drehende tote Stern Raum und Zeit in seinem Schwerkraftsog mitriss. Der Magnetar war ursprünglich von einer wirbelnden Materiescheibe umgeben, von deren innerem Rand Materie auf den Sternüberrest fiel. Die Scheibe war gegenüber der Drehachse des Magnetars leicht geneigt, und der heftige Strudel der Raumzeit, den der Neutronenstern erzeugte, wirbelte die Scheibe um ihn herum. Aus der Ferne betrachtet erschien diese Folge der allgemeinen Relativitätstheorie, die als Lense-Thirring-Präzession bezeichnet wird, wie ein Kreisel, der auf einem Tisch herumeiert.

Aus unserer Sicht wirkte die wackelnde Scheibe entlang des Äquators des weit entfernten Magnetars wie der Verschluss eines Filmprojektors, der uns regelmäßig die Sicht auf den toten Stern versperrte, der für die Supernova SN 2024afav verantwortlich war. Im Lauf der Zeit fraß der Magnetar seine Scheibe immer weiter auf, sodass sie sich nach innen zunehmend verkleinerte. Das beschleunigte den Verschlusseffekt, sodass die Abnahmen der Helligkeit immer häufiger auftraten, bis die Scheibe schließlich ganz verschwunden war. 

Diese Entstehungsgeschichte des Sterns passt laut den Autoren besser zu den gemessenen Daten als alle anderen Erklärungsansätze, die sie sich ausdenken konnten. Damit ist sie der bislang sicherste Beweis dafür, was wirklich im Zentrum einer überhellen Supernova vor sich geht. »Andere mögliche Energiequellen würden ein solches Muster nicht erzeugen«, sagt Daniel Kasen von der University of California in Berkeley, einer der Astrophysiker, die im Jahr 2010 erstmals die Magnetar-Erklärung vorgeschlagen hatten. »Ein Magnetar wird zum leistungsstarken Antrieb, der die Supernova in außergewöhnlicher Helligkeit erstrahlen lässt.« 

Die Bestätigung eröffnet Magnetare als ein weiteres kosmisches Labor zur Überprüfung der allgemeinen Relativitätstheorie. »Alles an diesem System ist extrem«, so Adam Ingram, Astrophysiker an der Newcastle University, der Gutachter für die Studie war. »Das Gravitationsfeld ist so stark, dass selbst die exotischsten Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie große Auswirkungen haben.« 

Das gerade neu in Betrieb genommene Vera C. Rubin Observatory in Chile wird im Lauf seiner Betriebszeit wohl Millionen von Supernovae registrieren, darunter viele weitere dieser seltenen Ereignisse. Und überall dort, wo die allgemeine Relativitätstheorie in der Welt sichtbar ist, gibt es laut Farah die Möglichkeit, sie besser zu verstehen. Vielleicht hilft sie sogar, neue Risse im Gebäude von Einsteins größter Theorie zu finden, aus denen neue Ideen entstehen könnten. »Das bedeutet, dass wir eine unserer grundlegenden Theorien über die Realität in einer der extremsten Umgebungen des Universums testen können.«