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Sternexplosionen: Supernovae benehmen sich wie Gammablitze

Gammastrahlenausbruch
Massereiche Sterne beenden ihr Leben in einer gewaltigen Explosion – ausgelöst durch den Kollaps ihres Kerns. Zwei Supernovae vom Typ Ib/c weisen nun ähnliche Eigenschaften wie die extrem energiereichen Gammastrahlenausbrüche auf – ohne dabei Gammastrahlen freizusetzen. Damit liefern sie neue Hinweise auf den Zusammenhang zwischen den beiden Sternexplosionen.

Alicia Soderberg vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, USA, und ihre Kollegen untersuchten mit dem Very Large Array Radioteleskop die Strahlung von Supernova 2009bb und folgern, dass sich das ausgeworfene Material im Mittel mit 85 Prozent der Lichtgeschwindigkeit ausbreitete [1]. Ein gewöhnliches Exemplar dieses Typs schleudert die Materie dagegen nur mit etwa drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit in einem kugelförmigen Muster nach außen.

Einer Gruppe um Zsolt Paragi vom Joint Institute for VLBI in Europe in den Niederlanden beobachteten die Supernova 2007gr ebenfalls im Radiobereich. Demnach stieß der Vorläuferstern bei seinem Kollaps einen kleinen Teil der Materie mit mindestens 0,6-facher Lichtgeschwindigkeit in einem bipolaren Jet aus, während der Hauptteil deutlich langsamer und in alle Richtungen abgesprengt wurde [2].

Gammastrahlenausbruch | Bei einem Gamma-Ray Burst (GRB) treten während der Supernova-Explosion eines massereichen Sterns Jets aus Partikeln fast mit Lichtgeschwindigkeit aus den Polen des Sterns aus. Zeigen diese Strahlen zufällig in Richtung Erde, leuchtet die Quelle kurz im energiereichen Gamma-Spektralbereich auf, gefolgt von einem Nachglühen im Optischen.
In Gammastrahlenausbrüchen schießen gebündelte Materieströme mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ins All. Erzeugt werden diese an den Polen der Gas- und Staubscheibe, die um das neu entstandene Schwarze Loch beziehungsweise den Neutronenstern wirbelt. Auch im Zentrum der nun beobachteten Supernovae müsste es einen solchen "Motor" geben, spekulieren die Forscher.

Und vermutlich würden auch in diesem Fall Gammastrahlen ausgesendet. Womöglich war der gerichtete Strahl von der Erde aus nur nicht zu beobachten, so Soderberg. Andererseits könnte die energiereiche Gammastrahlung auf ihrem Weg nach außen auch von der umhüllenden Sternmaterie verschluckt worden sein. Radiobeobachtungen könnten demnach zukünftig dazu dienen, auch solche Ausbrüche zu erfassen, die für Gammaobservatorien bisher unsichtbar blieben.

SN 2009bb war die einzige relativistische Sternexplosion unter 143 nahe gelegenen Supernovae. Das Team um Soderberg schließt daraus, dass nur rund ein Prozent der Typ-Ib/c-Supernovae den hier festgestellten Mechanismus aufweisen. Dieser Wert stimme mit dem vermuteten Anteil von Gammastrahlenausbrüchen in der Nähe überein, so die Wissenschaftler.

Astronomen entdeckten bereits einige Typ-Ib/c-Supernovae, die wohl in Zusammenhang mit Gammastrahlenausbrüchen stehen. Die Emission in optischen und Radiofrequenzen ließ allerdings darauf schließen, dass sich das ausgestoßene Material nicht mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegt. Mit den neuen Ergebnissen hoffen die Wissenschaftler, den Unterschied zwischen den "normalen" und den nun beobachteten Kernkollaps-Supernovae weiter aufzuklären. (mp)

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  • Quellen
[1] Soderberg, A. M. et al.: A relativistic type Ibc supernova without a detected γ-ray burst. In: Nature 463, S.513–516, 2010.
[2] Paragi, Z. et al.: A mildly relativistic radio jet from the otherwise normal type Ic supernova 2007gr. In: Nature 463, S.516–518, 2010.

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