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Sternexplosionen: Neue Methode bestimmt Supernova-Distanz genauer

Eine effiziente Methode erlaubt es, die Helligkeit und damit den Abstand von uns zu Typ-Ia-Supernovae genauer zu bestimmen als zuvor. Mit den Korrekturen konnten Astronomen bereits das Hubble-Diagramm präzisieren, aus dem sich die beschleunigte Expansion des Universums ablesen lässt.

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Korrelationen | Die rötlichen Farben stehen für eine starke Korrelation zwischen dem Helligkeitsverhältnis von zwei unterschiedlichen Wellenlängen (in Nanometern) und der absoluten Helligkeit einer Typ-Ia-Supernova.
Stephen Bailey vom Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies in Paris und seine Kollegen analysierten Spektren von 58 relativ nah gelegenen Supernovae vom Typ Ia. Mit Hilfe von statistischen Methoden fanden sie heraus, dass das Verhältnis der Helligkeit zweier verschiedener Wellenlängenbereiche auf die absolute Helligkeit der Supernova schließen lässt. Die Unsicherheit beträgt bei dieser Methode weniger als sechs Prozent. Dabei müssen beide Werte aus einem in einer Nacht aufgenommenen Spektrum stammen.

Für eine Wellenlänge von 642 Nanometern, im rotorangen, und eine von 443 Nanometern, im blauvioletten Teil des Spektrums, erzielten Bailey und sein Team die besten Ergebnisse. Die physikalische Bedeutung der gefundenen Relation ist bislang noch unbekannt, doch scheint die Korrelation unabhängig vom Alter, Gehalt an schweren chemischen Elementen, der Heimatgalaxie oder dem zwischen Supernova und der Erde liegenden Staub zu sein. Zudem ist sie stärker als bei allen bisher angewandten Methoden.

Die korrigierten Entfernungsmessungen übertrugen die Wissenschaftler in ein Hubble-Diagramm, das die Entfernung und Rotverschiebung einiger Dutzend Typ-Ia-Supernovae vergleicht. Die Streuung der Datenpunkte ließ sich im Gegensatz zu den früheren Werten deutlich eingrenzen, berichten Bailey und sein Team. Damit würden die Unsicherheiten schrumpfen, die durch systematische Fehler zu erklären sind.

Klassische Methoden verwenden hingegen meist die Farbe der Supernova sowie die Form deren Lichtkurve, welche die Leuchtkraft in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, um die intrinsische Helligkeit zu bestimmen. Sie erreichen eine Unsicherheit von acht bis zehn Prozent. Um die Lichtkurve aufzunehmen, müssen Astronomen den explodierenden Stern allerdings bis zu zwei Monate präzise beobachten. (mp)

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