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Supernova: Tickende Zeitbombe im Sternbild Puppis

Nova V445 Puppis
Die Ausbruchswolke der Nova V445 Puppis | Mit der adaptiven Optik NACO des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO entstand diese Aufnahme der Ausbruchswolke um das Doppelsternsystem V445 Puppis im Sternbild Achterdeck.
Supernovae vom Typ Ia gehören zu den Lieblingsexplosionen der Astronomen. Beenden Sterne auf diese Weise ihr Leben mit einem spektakulären Knall, so glauben die Astronomen, dass dabei stets exakt die gleiche Menge an Energie freigesetzt wird. Somit lässt sich aus der scheinbaren Helligkeit einer Supernova deren Entfernung ableiten.

Damit sind Supernovae vom Typ Ia die wichtigsten Standardkerzen der Astronomie. Sie spielen eine bedeutende Schlüsselrolle bei der Erforschung der Dunklen Energie, da die auf ihnen basierenden Entfernungsbestimmungen zeigten, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt.

Pro Galaxie explodieren nur etwa alle tausend Jahre einige wenige Supernovae vom Typ Ia. Wann und in welcher Galaxie eine Supernovae hochgeht, konnte bisher niemand vorhersagen. Forscher setzen nun ihre Wetteinsätze auf ein vielversprechendes System mit Namen V445 Puppis im Sternbild Achterdeck. Dieses Doppelsternsystem machte im Jahr 2000 mit dem Ausbruch einer Nova auf sich aufmerksam.

Astronomen der Europäischen Südsternwarte ESO verfolgten mit Hilfe des Very Large Telescope die Ausbreitung der dabei ausgeworfenen Materie über die letzten Jahre und erstellten daraus einen Zeitrafferfilm. Das Team um Patrick Woudt von der Universität Kapstadt sieht in dem beobachteten System typische Voraussetzungen für eine Supernovae vom Typ Ia und hofft mit dessen Hilfe mehr über die Vorläufersterne der Explosionen zu lernen.
Die Expansion der Ausbruchswolke der Nova V445 Puppis | Innerhalb von zwei Jahren dehnte sich die Ausbruchswolke der im Jahr 2000 ausgebrochenen Nova V445 Puppis beträchtlich aus. Eine dichte Staubscheibe, die während der Nova-Explosion entstand, verdeckt unsere Sicht auf das Doppelsternsystem im Zentrum der Wolke.


Die von der ESO veröffentlichten Bilder von V445 Puppis zeigen eine zweigeteilte Materiehülle aus Überresten früherer Nova-Explosionen, die zu Beginn der Aufnahmen eine enge Einschnürung aufweist. An den Enden der beiden Gaskeulen befinden sich Knoten, die sich mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von 30 Millionen Kilometern pro Stunde nach außen bewegen. Auch die Hülle selbst dehnt sich mit einer Geschwindigkeit von rund 24 Millionen Kilometern pro Stunde aus. Eine solche Expansion wurde bisher bei keiner anderen Nova beobachtet. Das Doppelsternsystem befindet sich im Zentrum, umgeben von einer dicken Staubhülle, die während des letzten Ausbruchs entstanden sein muss.

Die vorangegangene Nova von V445 Puppis ist die erste und bislang einzige bekannte, bei der die Forscher in den Spektren keinerlei Hinweise auf Wasserstoff finden. Bei dem Ausbruch auf der Oberfläche des Weißen Zwergsterns wurde vor allem Helium nachgewiesen. Auch dem Begleitstern fehlen jegliche Anzeichen von Wasserstoff, stattdessen strömt von ihm Helium auf den Weißen Zwerg. Damit erfüllt das System ein wesentliches Merkmal der Supernovae vom Typ Ia: die Abwesenheit von Wasserstofflinien im Spektrum.

Novae entstehen in engen Doppelsternsystemen, in denen ein Stern ein Weißer Zwerg ist. Strömt nun Materie eines Begleitsterns auf den Weißen Zwerg, so wird sie auf dessen Oberfläche stark verdichtet. Durch den dort vorherrschenden enormen Druck wird die äußere Schicht schließlich instabil, es kommt zu thermonuklearen Reaktionen und die Hülle wird während einer Nova abgesprengt.

Sammelt sich jedoch soviel Material auf dem Weißen Zwergstern, dass seine Gesamtmasse knapp das anderthalbfache der Sonne überschreitet, so kollabiert er aufgrund seiner Eigengravitation, da seine entartete Materie dem Druck nicht mehr standhält. Schlagartig setzen im Weißen Zwerg Fusionsreaktionen ein, er explodiert als Supernova vom Typ Ia. Dabei wird seine gesamte Materie in den Weltraum geschleudert, außer einer rasch expandierenden heißen Gaswolke bleibt nichts mehr von ihm übrig. Durch die Explosion wird der Begleitstern plötzlich seines Partners beraubt und fliegt aufgrund seiner hohen Bahngeschwindigkeit davon.

Das Doppelsternsystem V445 Puppis ist rund 25 000 Lichtjahre von der Erde entfernt und leuchtet mehr als 10 000-mal heller als unsere Sonne. Die Beobachtungen der Astronomen ergeben eine Masse des Weißen Zwergs nahe der kritischen Masse. Zudem strömt von seinem Begleiter weiterhin Gas auf ihn über. Sollte der Weiße Zwerg dabei die kritische Masse überschreiten, kommt das seinem Todesurteil gleich.

Noch ist nicht klar, ob V445 Puppis letztlich wirklich als Supernova explodiert oder ob durch den Materieausstoß bei dem beobachteten Ausbruch der Nova im Jahr 2000 die Katastrophe abgewandt wurde. Dennoch ist das System eines der heißesten Kandidaten. Die Chancen stehen gut, dass der Druck im Inneren des Weißen Zwergs durch den andauernden Materiestrom stark anwächst und ihn früher oder später zur Explosion zwingt.

Janine Fohlmeister

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