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Supernovae: Wenn Sterne in die Luft gehen

Supernovae können in ganz unterschiedlichen Sternen auftreten – und zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.
How Stars Explode: Four Ways to Make a Supernova

Veröffentlicht am: 10.05.2018

Laufzeit: 0:01:36

Sprache: ohne gesprochene Sprache

Das JPL ist ein im kalifornischen Pasadena angesiedeltes Großforschungslabor der US-Weltraumbehörde NASA, das den Bau und Betrieb von Satelliten und Raumsonden verantwortet.

Nichts leuchtet so hell wie eine Supernova: In einem Augenblick blitzt ein Stern auf und strahlt quer durch das Universum. In Sekunden setzt er so viel Energie frei wie in Jahrmillionen oder -milliarden normaler Tätigkeit. Dann glimmen die ins All geworfenen Überreste des explodierten Sterns noch eine ganze Weile nach, bevor sie sich mit weiterem interstellarem Material vermischen und erneut zur Bildung von Sternen und anderen Himmelskörpern zur Verfügung stehen.

Wie das Video der NASA illustriert, gibt es ganz verschiedene Weisen, wie es zu Supernovae kommen kann. Es gibt dazu auch einige interessante Punkte, die über den Clip hinausgehen. So unterscheiden sich etwa je nachdem, auf welchem Weg es zu einer Supernova kommt, auch die Hinterlassenschaften einer solchen Sternexplosion.

Wenn Weiße Zwergsterne im Zuge ihres Aufeinandertreffens mit einem anderen Stern explodieren, spricht man auch von einer »thermonuklearen« Supernova. Wie eine riesige Kernfusionsbombe explodieren sie, indem ihr reaktionsfähiges Material fusioniert. Die dabei frei werdenden Energiemengen jagen den ganzen Stern rückstandsfrei ins All und verteilen die gesamte Sternmaterie in der galaktischen Umgebung.

Anders sieht es bei den so genannten »Kernkollaps-Supernovae« aus, die sich nur in sehr schweren Sternen mit mindestens achtfacher Sonnenmasse ereignen. Hier sammeln sich im Zentrum des Sterns im Lauf der Zeit immer mehr Eisen und andere schwere Elemente an, deren Massen zu einer riesigen Gravitationskraft führen. Irgendwann können die Atome selbst diesem Druck nicht mehr widerstehen. Das Zentrum des Sterns kollabiert dann zu einem Neutronenstern, dessen Materie noch dichter als in Atomkernen ist. Falls der Stern extrem massereich war, ist auch dieser Zustand nicht stabil, und es entsteht ein Schwarzes Loch. Das sind die etablierten Szenarien, wie Neutronensterne und Schwarze Löcher entstehen können.

Zu den exotischen Supernovae, die nicht im Video erwähnt werden, gehören die »Paarinstabilitäts-Supernovae«, die sich nur unter den Bedingungen im frühen Universum ereignen konnten. Bei der Bildung der ersten Sterne lagen noch keine schweren Elemente vor. Zugleich waren diese Sterne wohl riesig und sehr kurzlebig, da so große Sterne extrem schnell und heiß brennen. An einem bestimmten Punkt ihrer Entwicklung könnten sie so heiß geworden sein, dass sich spontan Paare aus Teilchen und Antiteilchen in ihrem Innern gebildet hätten. Die einsetzenden Reaktionen hätten einen solchen Riesenstern mit mehr als 100-facher Sonnenmasse dann in kurzer Zeit vollständig zerrissen. Es gibt Kandidaten, die dank ihrer enormen Leuchtkraft auf eine solche Paarinstabilitäts-Supernova hinweisen. Unter Astronomen wird über diese Ereignisse aber immer noch diskutiert.

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