Supernovae sind als Entfernungsmesser besser als erwartet

Explodierende Sterne - so genannte Supernovae des Typs Ia - sind für die Astronomen ein wichtiges Werkzeug: Sie helfen den Forschern als kosmische Leuchtfeuer bei der Vermessung des Universums. Umfangreiche Beobachtungen von 20 Supernovae durch ein deutsch-italienisches Forscherteam zeigen nun, dass die Sternexplosionen sich sogar besser als Entfernungsmesser eignen, als bislang gedacht.

Garching - Der Explosionsprozess ist, so schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Science", bei allen Supernovae des Typs Ia gleich.

"Unsere überraschenden Ergebnisse liefern nun erstmals eine solide Grundlage dafür, dass wir Supernovae als kosmische Entfernungsmesser nutzen können", sagt Wolfgang Hillebrandt vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, einer der beteiligten Astronomen. "Wir verstehen jetzt die Unterschiede in der Helligkeit von Supernovae besser und können deshalb in Zukunft dieses kosmische Metermaß genau eichen."

Zu Supernovae des Typs Ia kommt es nur in Doppelstern-Systemen. Wenn ein Weißer Zwergstern auf einer engen Bahn um einen größeren, normalen Stern kreist, entreißt er ihm mit seiner Schwerkraft Materie. Weiße Zwerge sind Sternenleichen, in denen keine Kernfusion mehr stattfindet und die langsam auskühlen. Durch den Massentransfer von dem normalen Stern wächst die Masse des Weißen Zwergs an - bis sie die so genannte Chandrasekhar-Grenze von 1,4 Sonnenmassen erreicht. Dann kommt es zu einer thermonuklearen Instabilität - der Weiße Zwerg wird durch eine Explosion zerfetzt und leuchtet als Supernova auf.

Die Beobachtungen von Hillebrandt und seinen Kollegen zeigen nun, dass die Explosionsenergie der Typ-Ia-Supernovae nahezu gleich ist - sie entspricht der Fusionsenergie, die ein weißer Zwergstern von etwa dem anderthalbfachen der Masse der Sonne erbrüten kann. Die Mengen an radioaktivem Nickel und mittelschweren chemischen Elementen wie Silizium schwanken dagegen von Supernova zu Supernova und erklären ihre Helligkeitsunterschiede. Eine Supernova leuchtet nämlich umso heller, je mehr Nickel sie enthält. Die chemische Beschaffenheit lässt sich jedoch aus dem Spektrum der Supernova ablesen, dadurch ist künftig einen noch genauere Eichung der Sternexplosionen - und damit eine noch genauere Bestimmung ihrer Entfernung - möglich.