Eine superleuchtkräftige Supernova von einem massereichen Vorläuferstern

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter https://pweb.cfa.harvard.edu/news)

Eine optische Aufnahme zeigt die superleuchtkräftige Supernova ASASSN-18am am Rand ihrer Heimatgalaxie (grüne Markierungen). Das Bild wurde 132 Tage nach der Explosion gewonnen.
Bose et al., 2021

Sterne mit mehr als etwa acht Sonnenmassen beenden ihr Leben spektakulär als Supernovae. Diese Supernovae einzelner Sterne werden Kernkollaps-Supernovae genannt, da ihre dichten Kerne, in diesem späten Stadium ihres Daseins hauptsächlich aus Eisen bestehend, nicht länger dem nach innen gerichteten Zug der Schwerkraft standhalten können und kollabieren, bevor sie explodieren. Kernkollaps-Supernovae, die ausgeprägte Emissionslinien von atomarem Wasserstoff zeigen, sollen das Ergebnis der Explosion von Roten Superriesen sein, massereiche Sterne, die sich über ihr reguläres Stadium des Wasserstoffbrennens hinaus entwickelt und im Radius aufgebläht haben. Bis vor kurzem vermuteten Astronomen, daß diese Sterne bis zu ihrem endgültigen Untergang relativ untätig wären, jedoch haben sich die Hinweise darauf gemehrt, daß sie vor der Explosion einen starken Masseverlust erleben. In einigen Modellen wird zusätzliche Strahlung ausgesandt, wenn Auswurfsmaterial der Supernovae auf die Hüllen aus der verloren gegangenen Masse treffen und Änderungen in diesem Prozeß sind für die beobachteten Unterschiede der Strahlung von Kernkollaps-Supernovae verantwortlich.

Im Laufe des letzten Jahrzehnts ist eine neue Unterklasse erkannt worden, genannt superleuchtkräftige Supernovae (SLSNe). Sie können in der Spitze so viel wie zehn Mal leuchtkräftiger sein als gewöhnliche Supernovae und unterteilen sich grob in zwei Gruppen, abhängig davon, ob sie starke oder schwache Wasserstoffstrahlung zeigen. Einige an Wasserstoff reiche SLSNe zeigen allerding keine Anzeichen für durch Schockwellen induzierte Strahlung aus einer Hülle, was die Komplexität des Bildes erhöht. Supernovae sind wichtige kosmologische Entfernungsmesser, da sie extrem hell sind und bis in die frühen Epochen des Universums beim Aufleuchten gesehen werden können; die bis jetzt fernste Supernova stammt aus einer Zeit von nur drei Milliarden Jahren nach dem Urknall. Die Entfernungen sind durch den Vergleich der gemessenen und der intrinsischen Leuchtkräfte zuverlässig zu ermitteln, aber nur, wenn intrinsische Leuchtkräfte genau modelliert sind. Astronomen arbeiten deshalb daran, alle unterschiedlichen Klassen und Unterklassen zu erfassen.

CfA-Astronom Emilio Falco gehörte zu einer Gruppe von Astronomen, die das Projekt “All-Sky Automated Survey for Supernovae” (ASAS-SN), das weltweit aus vierundzwanzig Teleskopen besteht, die den Himmel im sichtbaren Licht automatisch nach Supernovae absuchen, benutzte. Das Team verfolgte eine Quelle, ASASSN-18am (SN2018gk), und kommt zu dem Resultat, das es sich um eine seltene, leuchtkräftige, wasserstoffreiche Supernova handelt, aber ohne Hinweis auf Auswurfmaterial, das mit einer Hülle interagiert. Die Wissenschaftler folgern, daß der Stern nur einen schwach ausgeprägten Wind mit nur zwei zehntausendstel einer Sonnenmasse pro Jahr besessen haben muß (einige Messungen im Röntgenlicht deuten darauf hin, daß der Wind sogar noch schwächer gewesen sein könnte). Die Forscher schätzen, daß der Vorläuferstern vermutlich eine Masse zwischen neunzehn und sechsundzwanzig Sonnenmassen besaß.

Literatur:

“ASASSN-18am/SN 2018gk: an overluminous Type IIb supernova from a massive progenitor”

Subhash Bose, Subo Dong, C. S. Kochanek, M. D. Stritzinger, Chris Ashall, Stefano Benetti, E. Falco, Alexei V. Filippenko, Andrea Pastorello, Jose L. Prieto, Auni Somero, Tuguldur Sukhbold, Junbo Zhang, Katie Auchettl, Thomas G. Brink, J. S. Brown, Ping Chen, A. Fiore, Dirk Grupe, T. W.-S. Holoien, Peter Lundqvist , Seppo Mattila, Robert Mutel, David Pooley, R. S. Post, Naveen Reddy, Thomas M. Reynolds, Benjamin J. Shappee, K. Z. Stanek, Todd A. Thompson, S. Villanueva, Jr. and WeiKang Zheng

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 503, 3472, 2021

oder

arXiv:2007.00008v2 [astro-ph.HE] 25 Feb 2021