Fast 20 Jahre lang suchten Astronomen in den Daten des Weltraumteleskops Fermi der NASA von Tausenden besonders leuchtkräftiger Supernovae (englisch: superluminous supernova, SLSN) nach Gammastrahlensignalen. Es fanden sich einige vielversprechende Kandidaten, doch keiner ließ sich eindeutig bestätigen. Nun gelang einem internationalen Team um den Astronomen Fabio Acero am französischen Centre national de la recherche scientifique und der Universität Paris-Saclay der Durchbruch: SN 2017egm ist die erste Supernova, bei der zweifelsfrei eine Gammastrahlensignatur nachgewiesen werden konnte. Die Entdeckung liefert damit den bislang besten Hinweis auf einen zentralen, extrem magnetisierten Neutronenstern, einen Magnetar, als Energiequelle für die extreme Leuchtkraft – auch lange nach der eigentlichen Explosion.

SN 2017egm wurde bereits im Mai 2017 in der rund 440 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Galaxie NGC 3191 im Sternbild Großer Bär entdeckt und gehört zu einer seltenen Klasse von Sternexplosionen, deren visuelle Helligkeit jene normaler Kernkollaps-Supernovae um das 10- bis 100-Fache übertreffen kann (siehe »Vom Licht geblendet«). Während in Letzteren die Energie für das Nachleuchten vor allem aus dem radioaktiven Zerfall des Isotops Nickel-56 stammt, reicht dieser Prozess nicht aus, um die enorme Leuchtkraft von SLSNs zu erklären.

Hier setzt nun das Magnetar-Modell an: Der nach der Explosion eines massereichen Sterns verbleibende Neutronenstern rotiert Hunderte Male pro Sekunde und besitzt extreme Magnetfelder. Innerhalb von diesen werden hochenergetische, geladene Teilchen in Gammastrahlung umgewandelt. Doch in der frühen Phase einer Supernova sind die Überbleibsel des Vorgängersterns noch zu dicht, sodass die hochenergetische Strahlung zunächst absorbiert und in niedrigeren Wellenlängenbereichen reemittiert wird. Das erklärt die enorme Helligkeit im Visuellen. Erst nach ausreichender Expansion und Abkühlung des Materials kann die Gammastrahlung »durchsickern«. Entsprechend schlugen die Instrumente an Bord von Fermi im Fall von SN 2017egm erst 50 bis 160 Tage nach der Explosion aus.

Als alternative Erklärung für die Gammastrahlung wurde lange auch eine Wechselwirkung mit zirkumstellarer Materie (CSM) diskutiert, doch das Verhältnis von Gamma- zu visueller Leuchtkraft ist bei SN 2017egm nahe 1 und damit um den Faktor 100 höher als bei CSM-getriebenen Ereignissen wie den wiederkehrenden Novae. Darüber hinaus zeigt das Spektrum der extrem leuchtkräftigen Supernova Sauerstofflinien, die auf eine Anregung durch nichtthermische Strahlung hindeuten. Das Magnetar-Modell erweist sich für den Fall SN 2017egm daher als das überlegene.

Die Gruppe untersuche außerdem, wie gut zukünftige bodengebundene Gammastrahlenteleskope wie das Cerenkov Telescope Array Observatory ähnliche Ereignisse nachweisen könnten. Mit rund 50 Stunden Beobachtungszeit, so das Team, ließen sich derartige Supernovae bis in eine Entfernung von rund 500 Millionen Lichtjahren nachweisen.