Eine Supernova ist eine gewaltige Explosion am Ende des Lebens mancher Sterne. So eine Supernova ist so hell, dass wir sie sogar in anderen Galaxien beobachten können. Die letzte beobachtete Supernova in unserer Galaxie fand 1680 statt. Schon lange haben Astronomen nach weiteren jungen Supernovae innerhalb unserer Galaxie gesucht – erfolglos. Bis heute.
Wie erwartet hatte die mysteriöse Pressemiteilung der NASA nichts mit Außerirdischen zu tun. Heute abend wurde die angekündigte Entdeckung veröffentlicht: es handelt sich um die bisher jüngste Supernova, innerhalb unserer Milchstrasse. Sie fand erst vor etwa 140 Jahren statt.
Was ist eine Supernova?
Eine Supernova ist eine gewaltige Explosion die am Ende des Lebens eines Stern stattfindet. Ein normaler Stern verbrennt in seinem Inneren Wasserstoff, der zu Helium fusioniert wird. Irgendwann ist der Wasserstoff im Zentrum verbrannt und Druck und Tempertur im Stern werden größer. Dadurch kann der Stern nun auch das Helium fusionieren und es entsteht Kohlenstoff. Auch dieser Kohlenstoff wird irgendwann fusioniert – es entsteht Sauerstoff. Auch der wird verbrannt – und so geht das weiter bis irgendwann Eisen entsteht. Dann endet der Fusionsprozess denn um Eisen mittels Kernfusion zu verbrennen wäre mehr Energie notwendig als zur Verfügung steht. Am Ende seines Lebens hat ein Stern also einen Kern aus Eisen, umgeben von einer Hülle aus leichteren Elementen. Dieser Kern ist größer als er eigentlich sein sollte – ein so großes Objekt aus Eisen kann nicht stabil existieren und stürzt in sich zusammen. Bei diesem Kollaps wird sehr viel Energie verbraucht; der Druck im Kern sinkt rapide. Das ganze läuft sehr schnell ab – der Kollaps dauert nur ein paar Millisekunden. In dieser Zeit fallen die äußeren Schichten nun auf den zusammenstürzenden Kern des Sternes und erhöhen den Druck dort wieder enorm stark. Es finden verschiedene quantenmechanische Prozesse statt; die Materie im Kern wandelt sich zu Neutronen die nicht weiter komprimiert werden können. Urplötzlich wird also der komplette Kern völlig inkompressibel und Druck und Dichte im Zentrum erhöhen sich dramatisch! Die Druckwellen werden am Neutronenkern reflektiert und es entsteht eine gewaltige Explosion die den ganzen Stern auseinander reisst: eine Supernova! (diese Erklärung ist natürlich stark vereinfacht; wenn ich mal Zeit habe werde ich einen ausführlicheren Beitrag dazu schreiben).
Warum sind Supernovae interessant?
Nicht alle Sterne enden in einer Supernova (unsere Sonne beispielsweise nicht). Trotzdem gibt es immer noch genug Sterne, die ihr Leben so explosiv wie oben beschrieben beenden. Diese Explosionen sind so hell, dass wir sie sogar in anderen Galaxien beobachten können. Beobachtungen von Supernovae sind sehr wichtig für die moderne Astrophysik; sie liefern viele Daten über den inneren Aufbau von Sternen. Supernovae haben auch für die Entwicklung anderer Sterne eine wichtige Aufgabe: In der Frühzeit des Universums gab es noch keine schweren Elemente – alle Sterne bestanden nur aus Wasserstoff und Helium. Erst als diese Sterne ihr Leben in einer Supernovae beendeten, wurden die schweren Elemente, die durch die Kernfusion erzeugt wurden mit der Explosion im ganzen Universum verteilt. Aus diesen Material entstanden dann die jüngeren Sterne wie unsere Sonne – oder andere Objekte die aus schwereren Elementen bestehen. Planeten zum Beispiel. Oder Menschen 😉 Alle Materie auf unserem Planeten (uns eingeschlossen) entstand vor langer Zeit im Zentrum eines Sterns und wurde bei einer Supernova ins All geschleudert. Es ist also klar, dass die Untersuchung von Supernovae einigermassen wichtig für die Astronomie ist. Und je näher eine Supernova stattfindet, desto besser lässt sie sich untersuchen (Natürlich sollte sie nicht zu nahe sein – das wäre dann auch wieder schlecht für die Erde). Verschiedenen Modellrechnungen nach sollten eigentlich jedes Jahrhundert etwa 3 Supernovae in unsere Galaxie stattfinden – aber trotz großer Suche konnte keine gefunden werden. Das hat die Astronomen ein bisschen verunsichert – aber nun konnte die lange Suche endlich mit einem Erfolg beschlossen werden!
Was wurde entdeckt?
Die neu entdeckte Supernova wird mit G1.9+0.3 bezeichnet. Das, was man entdeckt hat sind natürlich nur die Überreste der Sternexplosion:
Die orangefarbenen Bereiche sind Regionen in denen Röntgenstrahlung gemessen werden konnte. Sie stammt von heißem, sich ausdehnendem Gas; in den blauen Bereichen wurde Radiostrahlung detektiert. Beide Strahlungen entstehen in diesem Fall durch sehr heißes Gas, dass sich schnell bewegt. Man erkennt deutlich einen Ring aus Material – und dieser Ring dehnt sich aus! Vergleiche mit Aufnahmen von 1985 zeigen das:
Erst durch diesen Vergleich war es möglich festzustellen, wie schnell sich der Ring ausdehnt: das Material bewegt sich mit etwa 5% der Lichtgeschwindigkeit! Und dann kann man natürlich auch zurück rechnen, wann die Explosion stattgefunden hat: vor etwa 140 Jahren.
Das man die Supernova damals nicht beobachtet hat, liegt daran, dass sie in der Nähe des galaktischen Zentrums stattfand (etwa 28000 Lichtjahre entfernt) – dort ist sehr viel Gas, das quasi die Sicht verstellt. Man hätte also nur ein sehr schwaches Aufleuchten gesehen und auch das nur kurz.
Dieses Objekt wird in Zukunft eine wahre Goldgrube für die Astrophysiker sein. Es ist extrem jung und noch dazu sehr nahe.
“No other object in the Galaxy has properties like this,” said
Stephen Reynolds. “Finding G1.9+0.3 is extremely important for learning more
about how some stars explode and what happens in the aftermath.
An diesem einzigartigen Objekt lassen sich also die Abläufe einer Supernova wunderbar studieren und unsere Vorstellungen vom Leben und Tod der Sterne werden sicherlich durch die Entdeckung dieses Objekts beeinflusst bzw. verbessert werden!
Weitere Informationen
Auf der Chandra-Homepage findet man noch jede Menge weitere schöne Bilder, Animationen und Informationen über Supernovae
Alle Bilder stammen von aus der oben verlinkten Pressemitteilung der NASA
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