Supernova : Könnte der Riesenstern Beteigeuze tatsächlich bereits explodiert sein?
Immer wieder wurde zuletzt darüber spekuliert, ob der Rote Riesenstern Beteigeuze im Sternbild Orion kurz davor stehen könnte, in einer Supernova zu explodieren. Als Indiz dafür galt, dass er seltsam flackerte – er erschien mal heller und mal dunkler als gewöhnlich. Vor rund drei Jahren wurde erst einmal Entwarnung gegeben.
Doch nun legt ein Forschungsteam um Hideyuki Saio von der Universität Tokio eine neue Studie vor, die vorab auf dem Preprintserver ArXiv erschienen ist. Sie soll im Fachjournal »The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society« abgedruckt werden, muss aber noch den Begutachtungsprozess durchlaufen. Darin kommen die Astronomen zu dem Schluss, dass das Ende von Beteigeuze tatsächlich näher sein könnte als vormals gedacht. Der gestorbene Stern würde dann einige Wochen als markantes Leuchtfeuer strahlen, das heller wäre als unser Nachbarplanet Venus – das dritthellste Objekt am Himmel nach Sonne und Mond! Schon jetzt ist Beteigeuze am Taghimmel auszumachen; wenn er explodiert, wird das noch spektakulärer.
Pro Galaxie und Jahrhundert sollten zwei bis drei massereiche Sterne in einer Supernova explodieren. In einem solchen Gravitationskollaps stürzt der innere Kern des Giganten in sich zusammen, weil dort die Fusion der chemischen Elemente zum Erliegen kommt. In den zurückliegenden 400 Jahren geschah in dieser Hinsicht nichts in unserer Heimatgalaxie: Eine Supernova ist daher rein rechnerisch längst überfällig.
Massereiche Sterne durchlaufen alle Brennzyklen der nuklearen Kernfusion. Dabei verschmelzen auf Grund der hohen Temperatur und Dichte im Inneren von Sternen die Atomkerne chemischer Elemente in festgelegter Reihenfolge. Bei unserer leichtgewichtigen Sonne ist das im Wesentlichen Wasserstoff, das leichteste chemische Element. Bei Sterngiganten mit einigen zehn Sonnenmassen kann gegen Ende ihrer Lebenszeit sogar Eisen entstehen. Weiter geht die Fusion dann nicht, weil darüber hinaus keine Energie mehr frei wird. Die Konsequenz: Die zentrale Hitzequelle des Sterns versiegt, der Gas- und Strahlungsdruck im Inneren fällt ab, und die eigene Schwerkraft lässt den Riesen in sich zusammenstürzen.
Im Jahr 1987 geschah das in der Großen Magellanschen Wolke, unserer nächsten Nachbargalaxie in 170 000 Lichtjahren Distanz. Trotz der enormen Entfernung flammte der kollabierte Stern namens Sanduleak -69° 202a, ein Blauer Überriese mit 17 Sonnenmassen, hell auf und war mit bloßen Augen gut zu sehen.
Beteigeuze ist der Hauptstern im Sternbild Orion. Normalerweise strahlt er mit einer mittleren Helligkeit von 0,5 Magnituden und bringt fast 20 Sonnenmassen auf die Waage. In den Jahren 2019 und 2020 sorgte er für einigen Trubel, weil seine Helligkeit auf rätselhafte Weise abnahm (englisch: »great dimming«). Stand eine Supernova kurz bevor? Schnell konnte Entwarnung gegeben werden, weil nur eine direkt vor Beteigeuze vorüberziehende Staubwolke den Stern verdunkelt hatte.
Tatsächlich lässt sich aber nicht ausschließen, dass Beteigeuze bereits in einigen zehn Jahren als Supernova aufleuchten könnte. Saio und sein Team legen dafür nun neue Argumente vor. Sie schauten sich die Lichtkurven des Sternriesen an. Darin finden sich Hinweise auf radiale Pulsationen des Sterns. Vier beobachtete Pulsationsperioden konnten mit Modellen untermauert werden. Eine davon brachte das Team mit dem Kohlenstoffbrennen im Inneren von Beteigeuze in Verbindung. Die Forscher kommen deshalb zu dem Schluss, dass die Phase des Kohlenstoffbrennens im Prinzip abgeschlossen ist. Beteigeuze gehe nun in eine instabile Phase über und könnte schon bald in sich zusammenstürzen.
Wenn das passiert, geht alles ganz schnell: Der Kollaps läuft auf einer Zeitskala von Millisekunden ab. Nach dem Kollaps treibt der Rückprall am dichten Sternkern zusammen mit Myriaden entstehender Neutrinos die helle Supernova. Möglicherweise ist das sogar schon passiert, denn wir werden auf Grund von Beteigeuzes Entfernung erst etwa 650 Jahre nach dem Zusammensturz seine Sternexplosion auf der Erde sehen können.
Großes Interesse an der Explosion haben auch die Gravitationswellenforscher, weil die Supernova die Raumzeit so heftig erschüttern sollte, dass erstmalig die einsteinschen Raumzeitwellen von einer Kernkollaps-Supernova detektiert würden. Es bleibt spannend.
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