Woher kommen Supernovae?

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein Falschfarben-Röntgenbild des Typ Ia Supernova-Überrests Tycho. NASA / CXC / Rutgers / J. Warren & J. Hughes


 
Supernovae, das explosive Ende massereicher Sterne, gehören zu den bedeutsamsten Ereignissen im Kosmos, da sie all die chemischen Elemente in den Raum schleudern, die im Inneren ihrer Vorgängersterne erzeugt wurden, Elemente, die zur Bildung von Planeten und Leben notwendig sind. Eine Klasse von Supernovae (Typ Ia) besitzt sogar einen weiteren Vorteil: man vermutet, daß sie „Standardkerzen für Entfernungsbestimmungen“ sind und werden von Astronomen genutzt, um die Entfernungen zu entfernten Galaxien abzuschätzen, deren Supernovae auf Grund der großen Entfernungen lichtschwach erscheinen; somit können sie die kosmische Entfernungsskala eichen.
Wenn ein alter Stern, der weniger als etwa 1.4 Sonnenmassen aufweist, seinen Kernbrennstoff aufgebraucht hat, ist seine Schwerkraft nicht stark genug, ihn gegen den Druck seiner atomaren Asche zusammenstürzen zu lassen und er kühlt allmählich über Milliarden von Jahren ab. Falls jedoch genügend Material von außen auf den Stern fällt, vielleicht von einem Begleiter, um die Masse über die Grenze von 1.4 Sonnenmassen anzuheben, wird die Schwerkraft überwiegen und die Sternasche plötzlich in eine Supernova vom Typ Ia verwandeln. (Noch massereichere Sterne werden ebenfalls zu Supernovae, aber von einem anderen Typ – sie bereichern das Universum ebenfalls mit Elementen, sind aber als Standardkerzen weniger zuverlässig.)
Eine der offenen Fragen in der Supernova-Forschung dreht sich um die Natur und die Rolle des Begleitsterns, der das Massegleichgewicht kippt und seinen Nachbar in eine Katastrophe stürzt. Sind diese Begleiter gelegentlich (immer?) normale Sterne, oder könnten sie ebenfalls Klumpen aus atomarer Asche sein, die allmählich auskühlen? Und wie gelingt es der einfallenden Materie, sich auf dem benachbarten Stern anzusammeln anstatt bloß als Windstoß zu verschwinden? Am meisten beunruhigt aber die Frage: weshalb sind mutmaßliche Begleiter und die Effekte, die sie hervorrufen, gewöhnlich bei Röntgenwellenlängen nicht zu sehen, obwohl man erwartet, daß sie gerade dort hell sein sollten?
Rosanne di Stefano vom SAO hat diese und damit in Zusammenhang stehende Fragen in einer Reihe von Arbeiten über Supernovae vom Typ Ia untersucht. Im Astrophysical Journal 719 zeigt sie, daß ein Stern, der kurz davor steht, zu einer Supernova zu werden und nahezu 1.4 Sonnenmassen besitzt, sich mit seinem Begleiter auf komplexem Weg entwickelt, der nur gelegentlich im Röntgenlicht messbar ist. Welcher Natur auch immer der Begleitstern ist, lange Zeitspannen sollten dennoch zwischen den Episoden auftretender Röntgenhelligkeit liegen. Die Resultate von Rosanne di Stefano liefern eine schlüssige Erklärung für das Fehlen von Messungen im Röntgenbereich.