Ein Modell für die Super-Supernova

Am 16. September 2006 beobachteten Astronomen in der 240 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 1260 eine Rekord-Supernova: sie leuchtete 100-mal heller als gewöhnliche explodierende Sterne. Amerikanische Forscher haben jetzt ein Modell entwickelt, dass die Super-Supernova erklären kann.

Santa Cruz (USA) - Nach diesem Model explodiert der Stern mehrfach, und die dabei abgestoßenen Sternenhüllen stoßen im All zusammen. Die Astrophysiker präsentieren ihr Modell im Fachblatt "Nature".

"Bei einer Supernova denken wir gewöhnlich an den Tod eines Sterns", erklärt der Leiter des Teams, Stanford Woosley von der University of California in Santa Cruz, "doch in diesem Fall kann der Stern ein halbes Dutzend Mal explodieren." Bei jeder Explosion stößt der Stern einen Teil seiner Außenschichten ins Weltall ab. Wenn zwei solche Gashüllen mit hoher Geschwindigkeit kollidieren, kann nahezu die gesamte Bewegungsenergie in Strahlung umgewandelt werden. "Und dann leuchtet die Supernova 100-mal heller als bei einer normalen Explosion, bei der nur ein Prozent der Bewegungsenergie in Form von Licht abgestrahlt wird", so Woosley.

Voraussetzung für eine Mehrfach-Explosion ist, dass es sich um einen extrem großen Stern handelt, der die 90- bis 130-fache Masse unserer Sonne enthält. Gewöhnlich kommt es zu einer Supernova-Explosion, wenn ein massereicher Stern seinen Vorrat an nuklearem Brennstoff aufgebraucht hat und unter seinem eigenen Gewicht kollabiert. Während die Außenschalen des Sterns ins All abgestoßen werden, kollabiert das Sterneninnere zu einem Schwarzen Loch. Bei extrem massereichen Sternen scheint jedoch ein anderer Prozess abzulaufen. Im Kern eines solchen Sterns entsteht enorm viel Gammastrahlung und ein Teil dieser hochenergetischen Strahlung verwandelt sich dann in Elektron-Positron-Paare. Dadurch verringerte sich schlagartig der Strahlungsdruck im Inneren des Sterns und es kommt zu einem Kollaps. Nukleare Kettenreaktionen im kollabierenden Stern führten dann schließlich zur Explosion.

Dieses Modell der "Paar-Instabilität" wird unter den Astrophysikern bereits seit einiger Zeit als Erklärungsansatz für extrem helle Supernovae diskutiert. Woosley und seine Kollegen konnten nun erstmals zeigen, dass es dabei zu wiederholten Explosionen kommen kann. "Es kann zwischen zwei und sechs Explosionen geben", so der Wissenschaftler, "und diese Explosionen können unterschiedlich hell ausfallen. Und es wird sogar noch komplizierter, denn es bleibt ein Stern mit etwa 40 Sonnenmassen zurück -- der schließlich wiederum in einem Gammastrahlungsausbruch explodieren kann."