Spektrum des Echos von Tychos Supernova beobachtet

Vor 436 Jahren leuchtete am Himmel ein neuer Stern auf - neue Beobachtungen zeigen, dass es sich um die Explosion eines Weißen Zwergs gehandelt hat

Der Überrest von Tychos Supernova
Der Überrest von Tychos Supernova

Heidelberg - Im Herbst des Jahres 1572 entdeckte der dänische Astronom Tycho Brahe einen neuen Stern am Himmel. Jetzt haben Forscher herausgefunden, was er damals gesehen hat: Die thermonukleare Explosion eines Weißen Zwergsterns, der von einem eng benachbarten Riesenstern quasi "überfüttert" worden ist. Die Wissenschaftler aus Deutschland, Japan und den Niederlanden konnten das Lichtecho der historischen Sternexplosion an fernen Staubwolken beobachten und daraus Rückschlüsse auf die kosmische Katastrophe ziehen, wie sie in der Zeitschrift "Nature" berichten.

Schon in den 1950er Jahren gelang es den Astronomen, die Radiostrahlung eines Neutronensterns - einer extrem dichten Sternenleiche - an der Position von Tychos Stern nachzuweisen. Damit war klar, dass Brahe eine Supernova beobachtet hatte: keinen neuen Stern also, sondern die Explosion eines alten Sterns. Doch was für ein Stern damals explodiert ist, war bislang unklar.

Die Beobachtungen von Oliver Krause vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und seinen Kollegen bringen nun endlich Klarheit. Denn 436 Jahre nach der Explosion ist das Licht auf dichte Staubwolken in der Umgebung gestoßen - und das von diesen Staubwolken zurückgeworfene Licht konnten die Himmelsforscher auffangen und analysieren. So wurden die Forscher erneut Zeugen des damaligen Geschehens. Und sie analysierten das Licht der Supernova von 1572 mit den modernen spektroskopischen Methoden des 21. Jahrhunderts.

Dabei stellte sich heraus, dass das abgeworfene Material keinen Wasserstoff, jedoch Silizium und Eisen enthält. Diese Beobachtung ermöglicht jetzt die sichere Klassifikation der Sternexplosion. Es handelte sich um eine Supernova vom Typ Ia. Der explodierte Stern war demnach ein Weißer Zwerg, der ein enges Doppelsystem mit einem Roten Riesenstern gebildet hat. Mit seiner Schwerkraft entriss der Zwerg dem Riesen ständig Materie - so viel, dass seine Masse schließlich einen kritischen Grenzwert überschritt. Die Folge: Das Innere des Zwergsterns kollabierte unter dem Gewicht zu einem Neutronenstern, während die äußeren Gasschichten explosionsartig ins Weltall katapultiert wurden.

Das jetzt gewonnene Spektrum zeigt außerdem bisher unbekannte Details der Explosion. So besitzt ein Teil des abgeworfenen Materials eine deutlich höhere Raumgeschwindigkeit als der Rest, was auf eine nicht kugelsymmetrische Explosion hindeutet. Dieser Befund liefert den Forschern wichtige Randbedingung für Modellrechnungen der Explosion. Aufgrund ihrer konstanten Leuchtkraft werden Supernovae vom Typ Ia als kosmische Entfernungsmesser eingesetzt. Die Beobachtung solcher Sternexplosionen führte auch zur Entdeckung der dunklen Energie, die die Expansion des Universums beschleunigt. Das Lichtecho von Tychos Supernova kann zu einem besseren Verständnis solcher Explosionen beitragen. Die Beobachtung weiterer Lichtechos sollten es auch ermöglichen, erstmals dreidimensionale Ansichten von Supernova-Explosionen zu rekonstruieren.