Sternentod: Eine 1800 Jahre alte Supernova enträtselt
© NASA, JPL / Caltech / UCLA / CXC / SAO (Ausschnitt)
Im Jahre 185 n. Chr. verzeichneten chinesische Himmelsbeobachter im südlichen Sternbild Zirkel einen neuen hellen Stern, der rund acht Monate lang mit dem bloßen Auge zu sehen war. Viele Jahrhunderte später ließ sich das Geschehen als Sternexplosion, dem gewaltsamen Tod eines Sterns in einer Supernova-Explosion erklären. Die Überreste dieses Ereignisses, eine Wolke aus Gasen und Staub, tragen heute die Bezeichnung RCW 86. Nun konnten Beobachtungen mit den Infrarotsatelliten Spitzer und WISE die Vorgänge um diese Sternexplosion weiter erhellen.
Ungewöhnlich an diesem rund 8000 Lichtjahre von uns entfernten Himmelsobjekt war die relativ große Winkelerstreckung des Supernova-Überrests am Himmel, die etwa zwei- bis dreimal so groß war, wie man es von einer vor rund 2000 Jahren ausgebrochenen Supernova erwarten würde. Könnte man RCW 86 im sichtbaren Licht sehen, so würde er größer als der Vollmond am Himmel erscheinen.
Die Beobachtungen der beiden Infrarotsatelliten zeigen nun, dass sich die Explosionswolke in einem Gebiet mit einem ungewöhnlich dünnen interstellaren Medium ausbreiten konnte, einer englisch als cavity bezeichneten Höhlung. Dadurch wurde sie kaum gebremst und breitet sich weiter als gewöhnlich aus.
Mittels weiterer Beobachtungen im Röntgenbereich konnten die Forscher um Brian J. Williams an der North Carolina State University auch feststellen, von welcher Art der Supernova-Ausbruch war. Es zeigte sich, dass sich im Bereich von RCW 86 eine Supernova vom Typ Ia ereignet hatte. Dies ist die Explosion eines Weißen Zwergs in einem engen Doppelsternsystem.
Ursprünglich befanden sich hier zwei normale Sterne, von denen einer massereicher war als sein Partner. Er entwickelte sich somit schneller als jener, blähte sich zum Roten Riesen auf, bevor seine Kernzone nach dem Erlöschen der energiespendenden Fusionsreaktion zu einem Weißen Zwerg schrumpfte. Dies ist ein Gebilde von etwa der Größe der Erde, aber mit der bis zu 1,4-fachen Masse der Sonne. Entwickelt sich nun der masseärmere Stern ebenfalls zu einem Roten Riesen, so kann Materie in großen Mengen aufden Weißen Zwerg überströmen und sich dort ansammeln.
Überschreitet schließlich die Masse den Grenzwert von 1,4 Sonnenmassen, so kann die entartete Materie des Weißen Zwergs dem Druck und der Temperatur nicht mehr standhalten. Schlagartig setzen nun Kernfusionsreaktion ein und der ganzen Weiße Zwerg vergeht in einer mächtigen Nuklearexplosion, bei der er völlig zerstört wird. Zurück bleibt nur eine sich ausdehnende Wolke aus heißen Gasen und Staub, die mit schweren Elementen wie zum Beispiel Eisen angereichert sind, die bei der Explosion gebildet wurden. Bei anderen Typen von Supernova-Explosionen bleiben dagegen kompakte massereiche Überreste wie ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch zurück, von denen sich in RCW 86 keine Spur fand.
Im Falle von RCW 86 nehmen die Forscher an, dass der Vorgängerstern des Weißen Zwergs die ihn umgebende Höhlung durch seinen eigenen Sternwind geschaffen hat, bevor er schließlich explodierte. So konnte sich die Explosionswolke ungestört ausbreiten.
Tilmann Althaus
Ungewöhnlich an diesem rund 8000 Lichtjahre von uns entfernten Himmelsobjekt war die relativ große Winkelerstreckung des Supernova-Überrests am Himmel, die etwa zwei- bis dreimal so groß war, wie man es von einer vor rund 2000 Jahren ausgebrochenen Supernova erwarten würde. Könnte man RCW 86 im sichtbaren Licht sehen, so würde er größer als der Vollmond am Himmel erscheinen.
Die Beobachtungen der beiden Infrarotsatelliten zeigen nun, dass sich die Explosionswolke in einem Gebiet mit einem ungewöhnlich dünnen interstellaren Medium ausbreiten konnte, einer englisch als cavity bezeichneten Höhlung. Dadurch wurde sie kaum gebremst und breitet sich weiter als gewöhnlich aus.
Mittels weiterer Beobachtungen im Röntgenbereich konnten die Forscher um Brian J. Williams an der North Carolina State University auch feststellen, von welcher Art der Supernova-Ausbruch war. Es zeigte sich, dass sich im Bereich von RCW 86 eine Supernova vom Typ Ia ereignet hatte. Dies ist die Explosion eines Weißen Zwergs in einem engen Doppelsternsystem.
Ursprünglich befanden sich hier zwei normale Sterne, von denen einer massereicher war als sein Partner. Er entwickelte sich somit schneller als jener, blähte sich zum Roten Riesen auf, bevor seine Kernzone nach dem Erlöschen der energiespendenden Fusionsreaktion zu einem Weißen Zwerg schrumpfte. Dies ist ein Gebilde von etwa der Größe der Erde, aber mit der bis zu 1,4-fachen Masse der Sonne. Entwickelt sich nun der masseärmere Stern ebenfalls zu einem Roten Riesen, so kann Materie in großen Mengen aufden Weißen Zwerg überströmen und sich dort ansammeln.
Überschreitet schließlich die Masse den Grenzwert von 1,4 Sonnenmassen, so kann die entartete Materie des Weißen Zwergs dem Druck und der Temperatur nicht mehr standhalten. Schlagartig setzen nun Kernfusionsreaktion ein und der ganzen Weiße Zwerg vergeht in einer mächtigen Nuklearexplosion, bei der er völlig zerstört wird. Zurück bleibt nur eine sich ausdehnende Wolke aus heißen Gasen und Staub, die mit schweren Elementen wie zum Beispiel Eisen angereichert sind, die bei der Explosion gebildet wurden. Bei anderen Typen von Supernova-Explosionen bleiben dagegen kompakte massereiche Überreste wie ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch zurück, von denen sich in RCW 86 keine Spur fand.
Im Falle von RCW 86 nehmen die Forscher an, dass der Vorgängerstern des Weißen Zwergs die ihn umgebende Höhlung durch seinen eigenen Sternwind geschaffen hat, bevor er schließlich explodierte. So konnte sich die Explosionswolke ungestört ausbreiten.
Tilmann Althaus
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