Supernova unmittelbar nach Explosion beobachtet

Einem internationalen Astronomenteam ist es erstmals gelungen, eine Supernova unmittelbar nach der Explosion zu beobachten. Bereits drei Stunden nach der Explosion des Sterns richteten die Forscher zahlreiche Teleskope auf den Ort der Supernova, um den genauen Ablauf zu verfolgen. Die Beobachtungen zeigen, dass der Stern im Jahr vor seiner Explosion stoßweise Materie ins All abgegeben hat. Das sei ein wichtiger Hinweis auf Instabilitäten im Kern des Sterns, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Physics“.

Oben rechts die Spiralgalaxie NGC 7610, der Ort der Supernova ist markiert. Links eine grafische Darstellung der Sternexplosion, die Strahlung durchquert eine dichte Gashülle um den Stern. Unten rechts ein Teleskop, sowie schematisch die spektroskopische Beobachtung der Strahlung.
Supernova in NGC 7610

„Wie und warum massereiche Sterne als Supernova explodieren, ist immer noch eine offene astrophysikalische Frage“, stellen Ofer Yaron vom Weizmann-Institut für Wissenschaften in Israel und seine Kollegen fest. Zwar gehen die Forscher davon aus, dass es in den meisten Fällen – also bei den Supernovae des häufigsten Typs II – zu einem Kernkollaps kommt: Wenn der Stern im Zentrum seinen nuklearen Brennstoffvorrat verbraucht hat, stürzt der Kern unter seiner eigenen Schwerkraft zusammen. Eine Stoßwelle rast mit Überschallgeschwindigkeit nach außen und katapultiert die äußeren Schichten des Sterns explosionsartig ins All. „Doch wir verstehen die Sternentwicklung in den finalen Jahren, aus der sich die Bedingungen und Umstände für den Kollaps und die Explosion ergeben, kaum.“

Einen Einblick in diese Prozesse am Ende der Sternentwicklung könnte die Beobachtung von Supernovae unmittelbar nach der Explosion bieten – denn dann durchläuft der Strahlungsausbruch der Explosion jene Materie, die der Stern in der letzten Phase seiner Entwicklung ausgestoßen hat. Doch das ist schwierig, da Supernovae selten und nicht vorhersehbar auftreten. Andererseits überwachen inzwischen zahlreiche automatische Teleskope den Nachthimmel permanent nach ungewöhnlichen Ereignissen – so war es nur eine Frage der Zeit, bis Astronomen eine Supernova frühzeitig aufspüren.

Am 6. Oktober 2013 war es dann so weit: Ein automatisches Teleskop auf dem Mount Palomar in den USA registrierte eine Supernova in der 170 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 7610 – gerade einmal drei Stunden nach Beginn der Explosion. Es gingen Mitteilungen an alle großen Sternwarten und überall auf der Welt richteten Astronomen ihre Instrumente auf die Sternexplosion. Jetzt präsentieren Yaron und seine Kollegen die Ergebnisse dieser konzertierten Aktion. Die Beobachtungen zeigen, dass der Stern bei seiner Explosion in eine dichte Wolke aus Gas gehüllt war, die er im letzten Jahr vor der Explosion ausgestoßen hatte. Die Forscher sehen darin einen Beleg für wiederholte Instabilitäten im Kern des Sterns. Die dadurch ausgelösten Stoßwellen haben jeweils zu einem Ausstoß von Gas an der Oberfläche des Sterns geführt.

„Die innere Struktur eines Sterns unmittelbar vor der Explosion zählt zu den großen Unsicherheiten bei der Modellierung von Supernovae“, so Yaron und seine Kollegen. Die Beobachtungen deuten nach Ansicht der Forscher jedoch darauf hin, dass es einen kausalen Zusammenhang zwischen dem mehrfachen Materieausstoß vor der Explosion und dem finalen Kollaps gibt. Die Astronomen setzen darauf, dass sie künftig häufiger Supernovae in einem so frühen Stadium intensiv beobachten können und damit einen immer detaillierteren Einblick in diese Prozesse am Ende der Sternentwicklung erhalten.