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Supernovae: Supernova-Überrest 1987A enthüllt immer noch Geheimnisse

Mit dem Australia Telescope Compact Array gelangen hochaufgelöste Bilder, die auf eine kompakte Quelle hindeuten und ein Schwarzes Loch als Explosionsrest eher ausschließen.
Radiobild der inneren Rings der Supernova 1987 A

Mit dem Australia Telescope Compact Array (ATCA) gelang es einem Team von Astronomen um Giovanna Zanardo vom International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) der University of Western Australia, Crawley, den Explosionsort der Supernova 1987 A bei 44 Gigahertz mit zuvor bei dieser Frequenz unerreichter Auflösung zu beobachten. Der Beobachtungsfrequenz entspricht die Wellenlänge 6,8 Millimeter. Das ATCA ist einer Anordnung von sechs Radioteleskopen mit je 22 Meter Durchmesser nahe Narrabri im Norden von New South Wales, Australien.

Bei dieser Supernova stehen die Astronomen immer noch vor ungelösten Fragen. Wo ist der Neutronenstern, der aus der Supernova-Explosion hervorging? Ist überhaupt ein Neutronenstern entstanden oder nicht doch ein Schwarzes Loch?

Radiobild der inneren Rings der Supernova 1987 A | Das Radiobild der inneren Rings um den Explosionsort der Supernova 1987 A mit dem Australia Telescope Compact Array (ATCA) bei einer Wellenlänge von rund sieben Millimetern zeigt eine auffällige unsymmetrische Helligkeitsverteilung.

SN 1987 A gehört vermutlich zu jenem Typ von Supernovae, der aus dem Kernkollaps eines massereichen Sterns hervorgeht. Wenn die Kernmasse rund drei Sonnenmassen nicht überschreitet, bleibt ein Neutronenstern zurück. Ist die Masse größer, entsteht ein Schwarzes Loch. Ein solcher Neutronenstern sollte sich als Pulsar entweder direkt oder auch durch Bestrahlen benachbarter Materie bemerkbar machen. Er ließ sich aber bislang nicht finden.

Die neuen Beobachtungen der Astronomen zeigt die beigestellte Abbildung. Sie hat eine Auflösung von rund 0,3 Bogensekunden. Auffällig ist die unsymmetrische Helligkeitsverteilung des Rings.

Die aktuellen Aufnahmen bestätigen mit höherer Auflösung Messungen bei 18 Gigahertz (Wellenlänge 16,7 Millimeter) aus dem Jahr 2011, bei denen sich der innere Ring bereits mit auffälligen Helligkeitsunterschieden zeigte.

Die Explosion des Sterns ereignete sich im Februar 1987 in der Großen Magellanschen Wolke, eine unser Milchstraßensystem umkreisende Zwerggalaxie in rund 168 000 Lichtjahren Entfernung zur Erde. Vom Explosionsort weggeschleudertes Gas ließ sich nach mehreren Monaten mit dem Weltraumteleskop Hubble nachweisen.

Multispektralbild des Rings um Supernova 1987A | Das Multispektralbild kombiniert eine Aufnahme im optischen Bereich des Weltraumteleskops Hubble (grün) mit der 44-Gigahertz-Beobachtung mit dem ATCA (rot) und einer Aufnahme im Röntgenbereich durch das Satellitenobservatorium Chandra (blau). Ober- und unterhalb des hellen Zentralrings sind zart in grün die beiden anderen Ringe zu erkennen.

Es zeigten sich drei ringförmige Strukturen, deren Materie das verschmelzende Vorgängersternpaar bereits 20 000 Jahre zuvor ausgeworfen hatte. Zwei der Ringe sind symmetrisch entlang einer zentralen Achse angeordnet. Ihre Materie wurde in einem Doppelkegel entlang der Achse abgestoßen. Die Materie des dritten zentralen, sehr viel kleineren Rings wurde in der Äquatorebene ausgeworfen. Kurz nach der Explosion wurden sie vom heftigen Ultraviolettblitz, der bei der Explosion ausgesandt wurde, ionisiert und leuchteten auf.

Im Jahr 2001, nur 14 Jahre nach der Explosion, ließ sich beobachten, dass die von der Supernova ausgeworfene Materie auf den kleineren Ring in der Äquatorebene traf und ihn dabei weiter aufheizte. Dabei wurde auch Röntgenstrahlung freigesetzt.

Die neue Analyse der Morphologie der Supernova 1987A und der spektralen Verläufe durch die hochaufgelösten Aufnahmen lässt die Forschergruppe nun vermuten, eine kompakte Quelle oder ein vom Pulsarwind erzeugter Nebel sitzte im Zentrum der Radiostrahlung. Dies spräche gegen eine solche Supernova-Explosion, bei der ein Schwarzes Loch entsteht. Das Ziel der Astronomen wird es nun sein, noch näher an das Zentrum zu spähen, um genauer zu sehen was dort ist.

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  • Quellen
Zanardo, G. et al.: High-resolution radio observations of the remnant of SN 1987A at high frequencies. In: Astrophysical Journal (akzeptiert), 2013. http://arxiv.org/abs/1301.6527

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