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Außergewöhnliche Supernovae: Galaktische Lupe führt Astronomen in die Irre

Vor vier Jahren erstrahlte ein sterbender Stern weit heller, als er gedurft hätte. Ein neuer Typ Supernova? Jetzt lüfteten Forscher das Rätsel hinter dieser Himmelserscheinung.
Die Supernova 1994D

Ein winziger roter Fleck am Himmel über Hawaii – so lernten amerikanische Astronomen im Jahr 2010 eine ferne Galaxie kennen. Hell sichtbar im Pan-Starrs1-Teleskop war die neun Milliarden Lichtjahre entfernte Sterneninsel, weil darin ein Stern explodierte – knapp drei Wochen dauerte das Spektakel mit dem Namen "PS1-10afx". Das Kuriose: Die Supernova schien 300-mal heller, als es für eine gewöhnliche Sternexplosion üblich wäre. Die Entdecker vermuteten damals, dass sie einem neuen, unverstandenen Prozess beigewohnt hätten.

Nun zeigt sich: Vermutlich war das nur im Teleskop sichtbare Himmelsereignis eine ganz gewöhnliche Supernova. Das schreibt ein Team um Robert M. Quimby von der Universität Tokio. Die Erklärung, warum der sterbende Stern so viel heller als erwartet am Himmel erschien, liefern die Forscher gleich mit: Eine andere, kaum sichtbare Galaxie befinde sich zwischen der Erde und der Galaxie von PS1-10afx. Sie wirke wie eine gigantische Lupe, die auf die Supernova gerichtet war.

Galaxie unter Gravitationslinse | Die gelbe Galaxie im Zentrum des "Rings" verzerrt auf Grund ihres Schwerefelds das Licht einer viel weiter entfernten, bläulichen Galaxie – diese erscheint dadurch als beinahe kompletter Ring. Durch die Bündelung des Lichts würde eine Supernova in der blauen Galaxie viel leuchtkräftiger erscheinen, als sie in Wirklichkeit ist. Ein solches Phänomen dürfte zur Verwirrung um "PS1-10afx" beigetragen haben.

Diesen so genannten Gravitationslinseneffekt sagt Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie voraus. Das Schwerefeld von Galaxien bündelt dabei das Licht von dahinterliegenden Objekten in Richtung Erde. Ein solches Schauspiel können Astronomen in vielen Regionen des Alls beobachten.

Dass die ominöse PS1-10afx doch eine ganz gewöhnliche Sternexplosion war, hatte Quimbys Team bereits 2010 vermutet. Der rote Klecks über Hawaii war laut ihren jüngsten Untersuchungen nur eine Explosion vom Typ 1a. Damit bezeichnen Astrophysiker einen gewöhnlichen Sternentod, bei dem ein schwerer Stern so viel Materie seines leichteren Begleiters absaugt, bis er unter der eigenen Schwerkraft kollabiert.

Typ 1a-Supernovae haben immense Bedeutung für die Astronomie

Weil die folgende Explosion stets gleich viel Energie freisetzt, haben 1a-Supernovae eine immense Bedeutung für Astronomen: Die sterbenden Sterne dienen als Wegmarken in den Tiefen des Alls. Denn je weiter eine Sternexplosion von der Erde entfernt ist, desto langwelliger und röter kommt ihr Licht auf der Erde an. Grund dafür ist die Expansion des Kosmos. Und weil das Strahlungsspektrum der 1a-Supernovae immer gleich ist, lässt sich diese "Rotverschiebung" – und damit die Entfernung der Galaxie – relativ zuverlässig rekonstruieren.

Quimbys Forscherteam nutzte für seine Studie neue Beobachtungen des Teleskops Keck-I auf Hawaii. Das Lichtspektrum der fernen Galaxie wies im September 2013 Emissionslinien von ionisiertem Sauerstoff auf, die am besten durch eine zweite, im Vordergrund schwebende Galaxie erklärt werden können. Würde die Emissionslinie von der hinteren Galaxie stammen, in der einst PS1-10afx stattfand, dürfte sie wegen der großen Rotverschiebung nicht im Spektrografen des Keck-I-Teleskops auftauchen. Dass die Emissionslinie nicht bereits 2010 sichtbar war, erklären die Forscher damit, dass die Supernova die in der Sichtlinie schwebende Galaxie schlichtweg überstrahlte.

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