Staub ist eine nervige Angelegenheit. Zumindest hier bei uns auf der Erde. Ständig muss man den Kram wegwischen oder aufsaugen, sonst wachsen die Staubflusen immer weiter. Im Weltall ist das nicht anders. Auch da gibt es Staub. Und auch da können die Körner wachsen. Die Sache ist nur nicht ganz so einfach wie auf der Erde. Und nicht ganz so nervig, sondern sehr interessant!
Wir wissen, dass es in den Galaxien jede Menge Staub zwischen den Sternen gibt. Ich habe über das ganze Material zwischen den Sternen erst kürzlich gesprochen. Den Staub haben wir schon seit langer Zeit beobachtet, vermessen und analysiert. Aber wie genau er entsteht ist immer noch nicht ganz geklärt. Wir wissen, das Supernova-Explosionen etwas damit zu tun haben. Denn ohne die gäbe es im Weltall gar nichts, abgesehen von Wasserstoff und Helium. All die anderen Elemente, also auch all das, aus dem der Staub entsteht, wurde ja erst im Inneren der ersten Sterne durch die Kernfusion leichter Elemente erzeugt und dann bei den großen Sternexplosionen im Rest des Weltalls verteilt. So wie alles andere muss also auch der Staub (der hauptsächlich aus Silizium- und Kohlenstoffkörnern besteht) von den Supernovae kommen. Aber wie genau das abläuft ist immer noch Gegenstand aktueller Forschung. Christa Gall von der Universität Aarhus und ihre Kollegen sind dabei nun einen entscheidenden Schritt vorwärts gekommen.
Sie haben das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte genutzt, um die Supernova SN2010jl zu beobachten (“Rapid formation of large dust grains in the luminous supernova SN 2010jl”). Die ist nicht neu, sondern wurde schon im Jahr 2010 entdeckt. In den vergangenen Jahren haben Gall und ihre Kollegen nun zehn Mal nachgesehen, wie sich die Supernova verändert hat. So eine Explosion ist ja von Natur ist nicht statisch. Dort wird mit gewaltiger Geschwindigkeit Staub und Gas ins All hinaus geschleudert und das uns das alles so langsam vorkommt liegt nur daran, dass wir die Sache aus so großer Entfernung betrachten. Die Supernova fand in der Zwerggalaxie UGC 5189A statt, die ca. 160 Millionen Lichtjahre weit weg ist. So sieht sie aus:
Diese Explosionen haben Gall et al. nun im sichtbaren und im infraroten Licht vermessen und dabei einerseits nachgesehen, wie viel des normalen Lichts vom Staub blockiert wird. Andererseits konnten sie auch beobachten, wie viel Infrarotstrahlung vom aufgeheizten Staub abgegeben wird. Sie hatten also zwei Methoden, um damit festzustellen, wie viel Staub sich in der Explosion befindet und wie sich die Menge im Laufe der Zeit verändert. Eine der bisherigen Fragen war ja, wie Staubkörner so eine Supernova überhaupt überstehen können und warum sie von ihr nicht komplett zerstört werden. Die Antwort, die Gall und ihre Kollegen gefunden haben, ist eigentlich simpel: Die Staubkörner sind größer, als man dachte!
Dieses Bild zeigt die Ergebnisse. Auf der x-Achse ist die maximale Größe der beobachteten Staubkörner aufgetragen. Der Parameter auf der y-Achse beschreibt die Größenverteilung aller Staubkörner. Die farbigen Bereiche zeigen an, in welchem Bereich sich Eigenschaften des Supernova-Staubs befinden müssen wobei die Farben die Wahrscheinlichkeit angeben, mit der die Ergebnisse stimmen. Aber man erkennt auf jeden Fall, dass die maximale Größe der Staubkörner größer als 0,5 Mikrometer ist und damit größer als der typische Staub in der Milchstraße (markiert durch das blaue Dreieck):
Der Staub ist also groß und deswegen übersteht er die Bedingungen in der Supernova. Aber wie wird er so schnell so groß? Das haben die Forscher noch nicht ganz verstanden. Aber sie vermuten, dass es mit dem zusammenhängt, was vor der Supernova passiert ist. So ein Stern explodiert ja nicht ohne Vorwarnung. Er wird gegen Ende seines Lebens immer heißer, bläht sich auf und stößt die äußeren Schichten seiner Atmosphäre ins All. Darin ist jede Menge Staub – aber es ist zu heiß, als dass diese Körner vernünftig kollidieren und anwachsen können. Als der Stern dann aber schließlich explodierte dehnte sich diese Gas-Staub-Hülle schnell aus, kühlte ab und die Körner konnten kondensieren und unter den neuen Bedingungen anwachsen.
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