Supernovae: Manche Sterne explodieren asymmetrisch
© Calar Alto Sternwarte (Ausschnitt)
Nicht alle Sternexplosionen breiten sich kugelförmig aus, so wie allgemein angenommen. Im Leben der Sterne – den nahezu perfekten Kugeln aus glühendem Gas – spielen sich dramatische Ereignisse ab. Wenn ein Stern das Ende seines Lebens mit einer gewaltigen Explosion als Supernova besiegelt, schleudert er einen riesigen Feuerball an Materiewolken ins All.
Erwarten würde man, dass der sterbende Stern auch im Endstadium seiner Entwicklung die kugelförmige Gestalt beibehält und die ausgestoßene Materie sich sphärisch ausdehnt. Dem ist aber nicht zwingend so: Jüngste Untersuchungen zeigen, dass manche Supernovae einen Feuerball erzeugen, der nicht rund, sondern stark deformiert ist. Aktuelle Daten, die am Calar-Alto-Observatorium gewonnen wurden, untermauern diese erstaunliche Erkenntnis.
Wenn massereiche Sterne ihren Brennstoff im Inneren aufgebraucht haben und keine Energie mehr liefern, die der Gravitation entgegenwirkt, stürzen sie unter ihrer eigenen Masse zusammen. Die resultierenden Explosionen werden Kernkollaps-Supernovae genannt. Eine spezielle Untergruppe dieser Klasse sind die Supernovae des Typs IIn. Erst drei solcher Supernovae wurden bisher mit Techniken beobachtet, die es zulassen, Aussagen über die geometrische Form der Explosionen zu treffen. Das überraschende Ergebnis: In allen drei Fällen gab es Hinweise dafür, dass die ausgestoßenen Feuerbälle stark asymmetrisch sind.
Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von F. Patat führte im November 2010 die letzte Untersuchung dieser Art durch. Die Astronomen beobachteten an der Calar-Alto-Sternwarte in der Sierra de los Filabres im Süden Spaniens die 160 Millionen Lichtjahre entfernte Supernova 2010jI im Sternbild Löwe. Der Vorläuferstern dieser Supernova-Explosion besaß Schätzungen zufolge mindestens die dreißigfache Sonnenmasse. Für solch massereiche Sterne läuft die Entwicklung von der Sternentstehung bis zur Supernova sehr schnell ab. Der Brennstoffvorrat ist in kurzer Zeit verbraucht, so dass diese Sterne nur einige wenige Millionen Jahre leuchten. Die Sonne hingegen behält ihre Leuchtkraft wohl für zehn Milliarden Jahre bei.
Wie die Beobachtungen an der Supernova 2010jI zeigten, ist das von ihr ausgesandte Licht über den gesamten Spektralbereich deutlich polarisiert. Dies bedeutet, dass die Lichtwellen nicht in alle beliebigen Richtungen schwingen, sondern dass es eine Vorzugsrichtung gibt. Damit polarisiertes Licht entstehen kann, muss in der Lichtquelle eine gewisse Asymmetrie vorliegen. Wodurch aber wird diese Asymmetrie im Fall von 2010jI verursacht?
Durch den heftigen Energiefluss des leuchtkräftigen und massereichen Vorläufersterns dieser Supernova löste sich Material an der Sternoberfläche ab. Die abgegebenen Teilchen manifestierten sich als so genannter Sternwind, der eine Wolke um den Stern bildete. Als der Stern als Supernova explodierte, kollidierte der weggeschleuderte Feuerball mit dieser Wolke und sandte Licht aus.
Die Untersuchungen mit den Instrumenten der Calar-Alto-Sternwarte ergaben, dass die Wechselwirkung zwischen Feuerball und Wolke zur Polarisation des Lichts führt. Ob die dafür nötige Asymmetrie nun aber von einem nicht-kugelförmigen Feuerball oder einer verformten Wolke herrührt, bleibt noch zu klären.
Rahel Heule
Erwarten würde man, dass der sterbende Stern auch im Endstadium seiner Entwicklung die kugelförmige Gestalt beibehält und die ausgestoßene Materie sich sphärisch ausdehnt. Dem ist aber nicht zwingend so: Jüngste Untersuchungen zeigen, dass manche Supernovae einen Feuerball erzeugen, der nicht rund, sondern stark deformiert ist. Aktuelle Daten, die am Calar-Alto-Observatorium gewonnen wurden, untermauern diese erstaunliche Erkenntnis.
Wenn massereiche Sterne ihren Brennstoff im Inneren aufgebraucht haben und keine Energie mehr liefern, die der Gravitation entgegenwirkt, stürzen sie unter ihrer eigenen Masse zusammen. Die resultierenden Explosionen werden Kernkollaps-Supernovae genannt. Eine spezielle Untergruppe dieser Klasse sind die Supernovae des Typs IIn. Erst drei solcher Supernovae wurden bisher mit Techniken beobachtet, die es zulassen, Aussagen über die geometrische Form der Explosionen zu treffen. Das überraschende Ergebnis: In allen drei Fällen gab es Hinweise dafür, dass die ausgestoßenen Feuerbälle stark asymmetrisch sind.
Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von F. Patat führte im November 2010 die letzte Untersuchung dieser Art durch. Die Astronomen beobachteten an der Calar-Alto-Sternwarte in der Sierra de los Filabres im Süden Spaniens die 160 Millionen Lichtjahre entfernte Supernova 2010jI im Sternbild Löwe. Der Vorläuferstern dieser Supernova-Explosion besaß Schätzungen zufolge mindestens die dreißigfache Sonnenmasse. Für solch massereiche Sterne läuft die Entwicklung von der Sternentstehung bis zur Supernova sehr schnell ab. Der Brennstoffvorrat ist in kurzer Zeit verbraucht, so dass diese Sterne nur einige wenige Millionen Jahre leuchten. Die Sonne hingegen behält ihre Leuchtkraft wohl für zehn Milliarden Jahre bei.
Wie die Beobachtungen an der Supernova 2010jI zeigten, ist das von ihr ausgesandte Licht über den gesamten Spektralbereich deutlich polarisiert. Dies bedeutet, dass die Lichtwellen nicht in alle beliebigen Richtungen schwingen, sondern dass es eine Vorzugsrichtung gibt. Damit polarisiertes Licht entstehen kann, muss in der Lichtquelle eine gewisse Asymmetrie vorliegen. Wodurch aber wird diese Asymmetrie im Fall von 2010jI verursacht?
Durch den heftigen Energiefluss des leuchtkräftigen und massereichen Vorläufersterns dieser Supernova löste sich Material an der Sternoberfläche ab. Die abgegebenen Teilchen manifestierten sich als so genannter Sternwind, der eine Wolke um den Stern bildete. Als der Stern als Supernova explodierte, kollidierte der weggeschleuderte Feuerball mit dieser Wolke und sandte Licht aus.
Die Untersuchungen mit den Instrumenten der Calar-Alto-Sternwarte ergaben, dass die Wechselwirkung zwischen Feuerball und Wolke zur Polarisation des Lichts führt. Ob die dafür nötige Asymmetrie nun aber von einem nicht-kugelförmigen Feuerball oder einer verformten Wolke herrührt, bleibt noch zu klären.
Rahel Heule
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