Eine Supernova ist eine wirklich gewaltige Explosion. Sie findet statt, wenn ein großer Stern am Ende seines Lebens in sich zusammenfällt. Das Licht das dabei entsteht kann den Stern kurzfristig enorm hell erscheinen lassen. Dort, wo eben noch nur Dunkelheit am Himmel war, ist plötzlich ein neuer Stern aufgetaucht! Die Supernovae haben die Astronomen schon immer fasziniert, und man findet in den alten Texten viele Aufzeichnungen darüber. 1054 berichtet ein chinesischer Astronom über einen neuen Stern am Himmel; 1572 sah Tycho Brahe eine Supernova und 1604 entdeckte auch Johannes Kepler eine. Solche Aufzeichnungen sind natürlich gut. Wenn sie verlässlich sind jedenfalls… ansonsten bleiben den Astronomen nur die Überreste des explodierten Sterns um herauszufinden, wann die Supernova stattgefunden hat. Das funktioniert; man kann zum Beispiel beobachten wie schnell sich die Reste bewegen und dann zurückrechnen, wann die Explosion begonnen hat. Es ist aber immer gut, wenn man mehrere Methoden hat. Dann kann man Ergebnisse unabhängig bestätigen bzw. die Methoden verbessern. Deswegen schauen die Astronomen nicht nur in den Himmel, sondern auch tief in den Boden. Sie analysieren Eisbohrkerne aus den Polargebieten…

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Dicke Eisschichten sind eine wunderbare Sache! Das Eis speichert jede Menge Informationen. Alles was sich in der Luft befindet, wird auch im Eis eingeschlossen und dort oft Jahrtausende konserviert. Ob das nun Staub und Asche von längst vergangenen Vulkanausbrüchen ist oder Pollen längst ausgestorbener Pflanzen: Forscher finden im ewigen Eis alle möglichen interessanten Dinge. Manchmal sogar welche, die nicht von dieser Welt sind – denn auch Meteoriten werden dort sicher aufbewahrt. Das Eis liefert aber auch noch andere astronomischen Informationen.

Wenn auf der Sonne eine sehr starke Eruption stattfindet und große Menge an geladener Teilchen des Sonnenplasmas ins All geschleudert werden, dann können die auf die Erde treffen. Dort tun sie uns nichts, weil uns das Magnetfeld abschirmt. In der Nähe der Pole können die Teilchen aber etwas näher an den Erdboden gelangen und in der Atmosphäre mit den Molekülen der Luft reagieren. Es entstehen dann spezielle Gase, die sich – so wie der Rest der Luft auch – im Eis einlagern. Eine genaue Analyse kann sie Jahrhunderte später in Eiskernen nachweisen. Die Sonnenaktivität der Vergangenheit kann man also in den Bohrkernen nachlesen! Kosmische Strahlung, die mit der Erdatmosphäre reagiert (keine Angst, es geht hier um ganz geringe Mengen) entsteht auch bei Supernova-Explosionen – auch sie lassen sich deswegen im Eis der Polargebiete identifizieren und vor allem datieren!

Wie das mit der Datierung von Supernovae in Eisbohrkernen genau funktioniert, erklärt Professor Gisela Dreschoff von der Uni Kansas in diesem schönen Video:

Ich bin ja vor allem immer wieder von der Kreativität der Astronomen beeindruckt. Die Sterne sind alle so unheimlich weit weg. Im Gegensatz zu den meisten anderen Wissenschaften können die Astronomen ihre Forschungsobjekte nicht aus der Nähe betrachten. Sie können sie nicht aufschneiden, sezieren oder an Messgeräte anschließen. Für die Astronomen gilt das, was in (schlechten) Museen überall steht: “Nur schauen, nicht anfassen!”. Und trotzdem haben sie es im Lauf der Zeit geschafft, aus dem bisschen Licht, dass uns auf der Erde erreicht, wahnsinnig viel Informationen heraus zu holen. Wir können die Sterne aufschneiden und an Messgeräte hängen! Und wir haben völlig andere Wege gefunden, den Himmel zu erforschen. Zum Beispiel durch eine Analyse des Meeresbodens. Oder eben, in dem wir das Eis an den Polen untersuchen… Wissenschaft ist cool!

Kommentare (22)

  1. #1 SYNTaX
    1. März 2012

    Überall um die Supernova herum sind so kleine blaue Punkte, gehören die noch zu der äusseren Hülle der Explosion oder sind das spezielle Sterne?
    Wieso kann man eine Supernova eigentlich nicht mit Gold oder schwereren Elementen datieren? Schließlich sind diese Elemente genau da entstanden soweit ich weiß. Mit Gestein der Erda macht man das ja auch.
    Vorallem, weiß man ja nicht wie lange die Information bzw. Strahlung von der Explosion bis zur Erde gebraucht hat.

  2. #2 Alderamin
    1. März 2012

    @SYNTaX

    Überall um die Supernova herum sind so kleine blaue Punkte, gehören die noch zu der äusseren Hülle der Explosion oder sind das spezielle Sterne?

    Meinst Du das Blau in dem oberen Bild? Das dürfte eine Falschfarbenaufnahme sein, bei der vermutlich Schwefel-Emission (eigentlich gelb) auf den Blaukanal gemappt wurde (man nimmt meistens Rotkanal für H-alpha, Grünkanal für OIII und Blau für SII, sogenannte “Hubble-Palette”; es gibt aber auch durchaus andere Mappings, sogar mit Radio oder Röntgen/Gamma-Strahlung auf einem der Kanäle). Das sind halt die Zonen im Nebel, wo einfach ionisierter Schwefel (SII) besonders stark zum Leuchten gebracht wird. Das dürfte hier die Stoßfront sein, wo das SN-Gas mit umgebenden Gas- und Staubwolken kollidiert und sich besonders aufheizt.

    Wieso kann man eine Supernova eigentlich nicht mit Gold oder schwereren Elementen datieren? Schließlich sind diese Elemente genau da entstanden soweit ich weiß. Mit Gestein der Erda macht man das ja auch.

    Der Staub von dieser Supernova kann keinesfalls schon bis zu uns gedrungen sein, die ist doch erst ein paar hundert Jahre her. Das Gold auf der Erde stammt von Sternen, die in der Nähe der entstehenden Sonne explodiert sind, vor 4,5 Milliarden Jahren. Wenn man mal Staub von einer jüngeren Supernova findet, dann muss diese Millionen Jahre zuvor explodiert sein, damit der Staub es bis zu uns schaffen konnte. Nur Licht und leichte Teilchen sind nach kurzer Zeit schon bei uns.

  3. #3 Wurgl
    1. März 2012

    SYNTaX:

    Strahlung in Form von elektromagnetischer Strahlung aller Frequenzen (Radiowellen, Licht, Röntgen- und Gammastrahlung) reist mit Lichtgeschwindigkeit. Materie, also dieses von dir genannte “Gold oder schwerere Elemente” reisen mit einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit, wie weit diese Dinger gekommen sind, siehst du auf dem Foto oben. Das ist — relativ zur Distanz zu dieser Supernova — nicht besonders weit. Und das wird uns wohl nie erreichen.

    Das ist der Unterschied zur Sonne. Deren Strahlung erreicht uns in 8 Minuten und deren Partikel innerhalb von Tagen.

    Das was man bei einer solchen Nova messen kann, ist die Interaktion von hochenergetischer Gammastrahlung mit Atomen der Atmosphäre. Dort können Protonen und/oder Neutronen aus dem Kern geschlagen werden und so eine anderes Verhältnis der Isotope bilden, ein anderes als das typische der Erde.

  4. #4 Alderamin
    1. März 2012

    @myself

    Korrektur, die Hubble-Palette ist SII = rot, H-alpha = grün und OIII= blau, also wäre das Blaue dann zweifach ionisierter Sauerstoff. Wenn es diese Palette denn überhaupt ist.

  5. #5 Alice
    1. März 2012

    Ach geh, jetzt funktioniert das schon wieder nicht. 🙁 Was hat eure Software nur so vehement gegen links?? Noch dazu von einer MP press release?! grr….

  6. #6 Alderamin
    1. März 2012

    nochmal @myself

    Wer lesen kann, ist klar im Vorteil. Klicken auf den Link unter dem Bild führt zur Quelle, und da steht, das Bild sei aus drei Aufnahmen zusammengesetzt, wovon je eine vom Spitzer-Weltraumteleskop (Infrarot), eine vom Calar Alto in Spanien (vermutlich dann visuell) und eine vom Chandra-Weltraumteleskop (Röntgen) stammt. Ist dann also eher nicht die Hubble Palette 😉

    Das Blaue dürfte dann von Chandra stammen und zeigt Röntgenbremsstrahlung aus der Schockfront, da wo das SN-Gas mit anderem kollidiert. Man wird dann wohl IR auf rot und visuell auf grün gemappt und den Sternenhintergrund nur aus dem visuellen Bild abgeleitet haben.

    Hier noch der Originaltext der Quelle:

    This composite image of the Tycho supernova remnant combines infrared and X-ray observations obtained with NASA’s Spitzer and Chandra space observatories, respectively, and the Calar Alto observatory, Spain. It shows the scene more than four centuries after the brilliant star explosion witnessed by Tycho Brahe and other astronomers of that era.

    The explosion has left a blazing hot cloud of expanding debris (green and yellow). The location of the blast’s outer shock wave can be seen as a blue sphere of ultra-energetic electrons. Newly synthesized dust in the ejected material and heated pre-existing dust from the area around the supernova radiate at infrared wavelengths of 24 microns (red). Foreground and background stars in the image are white.

  7. #7 Alderamin
    1. März 2012

    @Alice

    Gut so, bevor du meiner eigenen Korrektur zuvorkommst 😉

  8. #8 Alice
    1. März 2012

    @Alderamin/myself (nicht erschiener Kommentar)

    Also das Bild sagt blau seien Elektronen, da das Bild nicht eine optische Komposition sondern Röntgen, optisch und IR von Spitzer ist nehme ich mal an blau ist Synchrotronstrahlung von Elektronen im Schock mit der interstellaren Materie. Also weder OII noch (schon gar nicht) SII. Und wenn schon O, dann ja hoch ionisiert, z.B. OIV, das wär dann im UV.
    Das Röntgenbild stammt scheinbar von Chandra, guck mal hier (ich hoffe mein Kommentar verschwindet jetzt nicht wieder…!):
    http://chandra.harvard.edu/photo/2011/tycho/

  9. #9 Alice
    1. März 2012

    ich meinte OVI statt OIV aber egal. OVI findet man eher in der heissen intergalaktischen Materie.

  10. #10 Biologe
    1. März 2012

    @wurgl
    die Teilchen die bei einer SN frei werden haben teilweise ganz schöne Geschwindigkeiten drauf, ihre Energien liegen sehr oft über 1GeV/u, teilweise sogar im TeV/u beeich und haben somit eine Geschwindigkeit nur sehr knapp unter Lichtgeschwindigkeit.

  11. #11 Alderamin
    1. März 2012

    @Biologe

    Aber dann sind’s einzelne Kernteilchen. Um extraterrestrisches Gold nachzuweisen, bräuchte man schon ein wenig größere Teilchen. Gerade zur Altersbestimmung, die SYNTaX erwähnte, wo es auf das Mengenverhältnis verschiedener Isotope des gleichen Atoms ankommt. Und die größeren Teilchen sind lange nicht so schnell, weil schwer und elektrisch neutral (keine Beschleunigung in Magnetfeldern).

  12. #12 Martin
    1. März 2012

    “Das Eis speichert jede Menge Informationen.”

    Vorsicht mit solchen Äußerungen! Wenn das ein Eso oder Homöopath liest, gibt es bald gefrorene Globuli …

  13. #13 SYNTaX
    1. März 2012

    Also kann man durchaus alle schwereren Elemente auf ihr Alter untersuchen, aber es bringt uns nix, da diese auf jeden Fall schon im Entstehungsgebiet des Sonnensystems vorhanden gewesen sein müssen?
    Ich nehme mal an, dass Partikel die richtung Erde unterwegs sind es nicht durch die Atmosphäre schaffen? Also sind Strahlungen die einzige Möglichkeit, wie man SN nachweisen kann?

  14. #14 SYNTaX
    1. März 2012

    Ich formuliere einfach mal alles als Frage, weil ich auf dem Gebiet ein absoluter Laie bin, also nicht wundern 😀

  15. #15 Wurgl
    1. März 2012

    Selbst wenn diese schweren Atome (egal ob ionisiert oder neutral) sich mit 99% der Lichtgeschwindigkeit bewegen würden, würden die bei den im Film genannten Supernovae nicht gleichzeitig mit dem Licht ankommen, sondern (je nach Nova) um 100 Jahre (die 1572er und 1680er Nova) oder 200 Jahre (die 1604er Nova) oder oder verspätet. Und das Signal wäre wohl auch über viele Jahre hinweg verschmiert und wohl kaum aus den Schwankungen durch andere Ursachen herauszufiltern.

    Schwere Teilchen können diese klar sichtbaren Peaks (siehe Diagramm im Filmchen) wohl nicht aus so einer riesigen Entfernung verursachen.

  16. #16 Florian Freistetter
    1. März 2012

    @Syntax: Genau: Die schweren Elemente in unserer Erde sind ÄLTER als das Sonnensystem.

  17. #17 Biologe
    1. März 2012

    @wurgl,
    stimmt schon alles was du schreibst, mir ging es im Prinzip nur darum darauf hinzuweisen, dass es in der kosmischen Strahlung durchaus geladene schwere Teilchen (Eisen und schwerer) gibt die sehr sehr hohe Energien haben und somit knapp Lichtgeschwindigkeit. Obwohl die Fluenz der Eisenion sehr klein ist (nur ~2% der Teilchen aus der Kosmischen Strahlung sind Eisenionen oder schwerere Teilchen, der Rest sind hauptsächlich Protonen und Heliumkerne) sind die Eisenionen für ca. 50% der absorbierten Dosis verantwortlich. Deshalb haben NASA und ESA Forschungsprojekte gestartet die sich näher mit der biologischen Wirkung von Eisenionen beschäftigen.

  18. #18 mitleser
    1. März 2012

    *schnipp unnnnd schnapp*,
    bild augesschippelt und in digirahmen reingefummelt, passt, super:)

  19. #19 rolak
    1. März 2012

    Erstens habe ich mir bei dem Titel sich ins Eis eingrabende und von dort ins All spähende Astronomen erwartet (und wurde schön überrascht) und zweitens sieht das farblich diskutierte Bild aus wie ein Photo von dem Früchtetörtchen letztens…

  20. #20 mitleser
    1. März 2012

    Früchtetörtchen?
    hm, Minipizza?

  21. #21 Heimer
    2. März 2012

    Eine schöne Zusammenfassung zu Supernova-Ereignissen und wie sie die Stoffe herstellen, die man für Planeten braucht, habe ich im Naturwunder-Blog (als Teil einer Vorlesung “Astrobiologie”) gefunden:

    http://wincontact32naturwunder.blogspot.com/2012/02/planetenkosmogonie3-staubentstehung.html

    Ich bin schon gespannt, wies weiter geht…

  22. #22 linktest.de
    2. März 2012

    Alice· 01.03.12 · 11:00 Uhr
    Was hat eure Software nur so vehement gegen links??

    http://www.linktest.de
    http://www.linktest.de
    http://www.linktest.de
    
    huraaah !! 3 links kommen durch !!