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Astronomie: Die längste aller Supernovae

Normalerweise flutet eine Sternexplosion das All für 100 Tage mit Licht. Eine nun entdeckte Supernova strahlte sechsmal so lang - und lässt Astrophysiker verblüfft zurück.
Supernova

Eine ungewöhnlich lange Supernova stellt Wissenschaftler vor ein großes Rätsel. Im September 2014 erspähten Astronomen am kalifornischen Palomar-Observatorium die Sternenexplosion in einer 500 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie. Zunächst hielten sie den hellen Punkt für eine Supernova vom Typ II-P: Bei dieser kollabiert ein schwerer Stern zu einem Neutronenstern, wobei die Gaskugel ihre äußeren Schichten abstößt. Sie breiten sich nach der Explosion mit rasanter Geschwindigkeit aus und senden dabei große Mengen Strahlung aus.

Normalerweise währt dieses Spektakel nicht viel länger als 100 Tage, dann ist die Blase aus heißem Gas stark abgekühlt. Entsprechend überrascht war das Team um Iair Arcavi von der University of California in Santa Barbara, als die Supernova mit der Bezeichnung iPTF14hls nach dieser Zeitspanne weiter hell strahlte. Zwar schwankte ihre Helligkeit zeitweise, aber erst nach etwa 600 Tagen verblasste der Punkt am Nachthimmel, wie die Forscher nun im Fachmagazin "Nature" berichten.

Besonders mysteriös: Anders als bei normalen Supernovae schien sich die Geschwindigkeit der Gashülle nicht zu verlangsamen. Die Forscher registrierten außerdem, dass auch die Temperatur der Blase im Lauf der Monate konstant bei etwa 5000 Grad blieb. Etwas Vergleichbares haben Astronomen noch nie beobachtet.

iPTF14hls
Helligkeitsverlauf der Supernova | Die Explosion iPTF14hls strahlte viel länger als andere Supernovae. Astronomen überraschte auch, dass die Helligkeit im Lauf der Zeit erheblich schwankte.

Am ehesten könne die Beobachtungen ein Ereignis erklären, über das Forscher bisher sehr wenig wissen und das sie vor allem als theoretische Möglichkeit diskutieren: Bei einer so genannten pulsierenden Paarinstabilitätssupernova werden besonders massive Sterne, die mehr als 95-mal so schwer wie unsere Sonne sind, schon vor ihrem eigentlichen Niedergang von gewaltigen Explosionen heimgesucht.

Demnach brennen solche riesigen Sterne an ihrem Lebensende so heiß, dass sich ihre extrem energiereiche Strahlung in Elektron-Positron-Paare umwandeln kann. Wenn das passiert, bricht von einem Moment auf den anderen der Strahlungsdruck ein, der sich normalerweise der Schwerkraft entgegenstemmt. Dadurch sackt der Sterne zusammen, was eine supernova-artige Explosion zündet.

Der extrem massive Stern kollabiert jedoch nicht vollständig, sondern fängt sich irgendwann wieder – aber erst, nachdem einige Dutzend Sonnenmassen an Materie ins All gefeuert wurden. Modellen zufolge kann diese besondere Art der Supernova bis zu zwei Jahre hell leuchten – und sich obendrein alle paar Monate, Jahre oder Jahrzehnte wiederholen.

Das Szenario einer Paarinstabilitätssupernova würde insofern zu iPTF14hls passen, als dass Astronomen bereits 1954 einen hellen, später wieder verblassenden Punkt an der selben Stelle beobachtet hatten. Möglicherweise explodierte ein Teil des Sterns also schon damals.

Das Modell kann jedoch nicht alle Details der Beobachtung erklären. So bleibt unter anderem rätselhaft, wieso die Temperatur der Gashülle über viele hundert Tage konstant geblieben ist. Vermutlich müsse man bestehende Modelle überarbeiten oder ein komplett neues Szenario auf dem Reißbrett entwerfen, um den Hergang der kuriosen Explosion zu verstehen, schreiben die Forscher.

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