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Sternexplosionen: Typ-Ia-Supernovae einheitlicher als gedacht

Simulierte Supernova
In den vergangenen Jahren entdeckten Astronomen, dass Supernovae vom Typ Ia durchaus unterschiedlich ablaufen können und es daher noch Untertypen geben muss. Jetzt liefern Keiichi Maeda von der University of Tokyo und seine Kollegen eine einfache Erklärung für die Vielfalt: Es handelt sich immer um die gleiche asymmetrische Explosion, betrachtet aus verschiedenen Blickwinkeln.

Die Forscher konzentrierten sich auf zwei vermeintliche Untergruppen von Supernovae, die sich durch unterschiedliche Expansionsraten kurz nach der Explosion auszeichnen: Bei einem Typ schießen die äußeren Hüllen rund anderthalb Mal schneller ins All als bei dem anderen. Maeda und sein Team untersuchten die Sternexplosionen rund ein halbes Jahr nach dem eigentlichen Ausbruch. Der fortgeschleuderte Sternenstaub war inzwischen so sehr ausgedünnt, dass sich sowohl Vorder- als auch Rückseite der verbleichenden Supernova beobachten ließen.

In mehreren Sternstaubwolken analysierten sie die Emissionslinien von Elementen wie Eisen und Nickel und stellten fest, dass deren Wellenlängen in manchen Fällen vor allem rot-, in anderen blauverschoben waren. Demnach bewegte sich der größte Teil der Sternmaterie von der Erde weg beziehungsweise auf sie zu. Der Ort, an der die Explosion zündete, lag vermutlich nicht im Zentrum des Sterns, spekulieren die Wissenschaftler auf Grund dieser asymmetrischen Materieverteilung. Verantwortlich dafür könnten beispielsweise Konvektionsbewegungen im Kern sein.

Simulierte Supernova | Dieser Schnappschuss aus einer Computersimulation zeigt einen Querschnitt der Dichteverteilung zehn Sekunden nach der asymmetrischen Sternexplosion. Je nach Blickwinkel würde ein Beobachter verschiedene Gasdichten, Geschwindigkeiten und chemische Zusammensetzungen ableiten. Das könnte die Vielfalt der bisher untersuchten Supernovae erklären.
Theoretische Modelle unterstützen diesen Ansatz und legen nahe, dass selbst eine kleine Abweichung des Zündpunkts zu einer stark asymmetrischen Explosion führen kann. Dabei entweicht die Sternmaterie auf verschiedenen Seiten der Supernova teilweise mit extrem unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Demzufolge gäbe es keinen generellen Unterschied zwischen den beiden Untertypen – sie wurden lediglich aus einem anderen Winkel beobachtet, so die Autoren. Damit ließe sich ein Großteil der Variationen in Typ-Ia-Supernovae aufklären.

Liefen sie tatsächlich alle gleich ab, würde das ihre wichtige Rolle als kosmisches Entfernungsmaß – so genannte Standardkerze – stärken. Die seit einigen Jahren entdeckte Diversität dieser Sternexplosionen hatte viele Astronomen daran zweifeln lassen. Daniel Kasen von der University of California in Berkeley gibt in einem Begleittext allerdings zu bedenken, dass die neue Studie nicht alle sonderbaren Supernovae erklären könne. Einige Exemplare verlangten nach wie vor nach einem gänzlich anderen Explosionsmechanismus.

Maike Pollmann


Maeda, K. et al.: An asymmetric explosion as the origin of spectral evolution diversity in type Ia supernovae. In: Nature 466, S. 82-85, 2010.

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