Supernova mit Übergewicht

Astronomen bestimmen Masse eines explodierten Sterns - er war schwerer, als die Theorie erlaubt

Sternsystem vor der Explosion
Sternsystem vor der Explosion

New Haven (USA) - Im Jahr 2007 beobachteten Astronomen eine ungewöhnlich helle Sternexplosion in einer eine Milliarde Lichtjahre entfernten Galaxie. Eine genaue Untersuchung der Explosions-Überreste durch ein internationales Forscherteam hat jetzt gezeigt, dass der explodierte Stern deutlich massereicher war als von der Theorie vorhergesagt. Eine mögliche Erklärung wäre, so schreiben die Wissenschaftler in einem demnächst im Fachblatt "Astrophysical Journal" erscheinenden Aufsatz, dass hier vor der Explosion zwei kleinere Sterne miteinander verschmolzen waren.

"Bislang wissen wir nicht viel darüber, welche Art von Sterne zu dieser Art von Supernovae führt", sagt Richard Scalzo von der Yale University, ein an den Beobachtungen beteiligter Astronom. Seit 2003 haben die Himmelsforscher insgesamt vier Sternexplosionen registriert, deren Helligkeit ungewöhnlich groß war. "Wir möchten gern wissen, wie diese ungewöhnlichen Sterne entstanden sind und wie sie sich entwickelt haben." Denn die Supernovae gehören zu einer Art, die von den Astronomen als "Standardkerzen" angesehen und zur Vermessung des Universums genutzt werden.

Zu den Supernovae des Typs Ia kommt es in Doppelsternsystemen, die aus einem Weißen Zwergstern und einem aufgeblähten roten Riesenstern bestehen. Von dem großen Stern fließt so lange Masse auf den kleineren, bis dieser die so genannte Chandrasekhar-Grenze erreicht: Bei etwa der 1,4-fachen Sonnenmasse wird der Weiße Zwerg instabil und es kommt zu einer thermonuklearen Explosion - eben der Supernova. Da alle diese Explosionen bei etwa der gleichen Masse ablaufen, sollten auch ihre Helligkeiten gleich sein, deshalb eignen sich Supernovae dieses Typs besonders gut als kosmische Messlatte.

Die vier ungewöhnlich hellen Supernovae jedoch stören das einfache Bild. Scalzo und seinem Team ist es jetzt erstmals gelungen, mithilfe von spektroskopischen Beobachtungen an mehreren Großteleskopen die Masse des explodierten Sterns für eine der hellen Supernovae zu bestimmen. Das Ergebnis liegt mit 2,1 Sonnenmassen deutlich über der Chandrasekhar-Grenze. Die Forscher vermuten, dass sich in diesem System ursprünglich nicht ein, sondern gleich zwei Weiße Zwerge befunden haben. Diese beiden Sterne - jeder mit einer Masse unterhalb der Chandrasekhar-Grenze - sind dann miteinander verschmolzen und unmittelbar danach explodiert. So hätten sie die theoretische Massengrenze nur kurzzeitig überschritten.