Supernovae

In verschiedenen Aufzeichnungen aus den vergangenen Jahrhunderten lässt sich lesen, dass am Himmel plötzlich ein neuer Stern auftauchte – ein heller Lichtpunkt, wo vorher keiner war. Im Jahr 1054 wird etwa von einem „Gaststern“ berichtet, der sogar am Taghimmel zu sehen war und nach einiger Zeit wieder verschwand. Auch 1572 und 1604 leuchteten auf einmal helle Lichtpunkte am Firmament auf. Die zu dieser Zeit berühmtesten Astronomen, Tycho Brahe und Johannes Kepler, stellten damals monatelange Beobachtungen an.

Brahe prägte den Begriff der „Nova“, abgeleitet von dem lateinischen Ausdruck „stella nova“, dem „neuen Stern“. Die beiden Forscher fanden heraus, dass sich die untersuchten Objekte sehr weit von der Erde entfernt befinden. Dieser Befund traf auch auf den nächsten Gaststern zu: 1885 zeigte sich in der Andromedagalaxie ein neuer Lichtpunkt – also rund 2,5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Um trotz dieser enormen Distanz derart hell am irdischen Himmel zu erscheinen, muss das verantwortliche Ereignis extrem sein.

So hell wie eine ganze Galaxie

Tatsächlich stecken gewaltige Sternexplosionen hinter den beobachteten Lichtpunkten. Solche „Supernovae“, wie die Ereignisse inzwischen bezeichnet werden, leuchten so hell wie eine ganze Galaxie und setzen dabei enorme Energiemengen frei. Astronominnen und Astronomen haben zwei grundlegende Mechanismen ausgemacht, die einen Stern zur Supernova werden lassen.

Eine mögliche Ursache ist der sogenannte Kernkollaps bei Sternen mit mehr als etwa acht Sonnenmassen. Wenn am Ende ihrer Entwicklung die Fusionsvorgänge im Inneren zum Erliegen kommen, hat der Stern seiner eigenen Schwerkraft nichts mehr entgegenzusetzen – er stürzt in sich zusammen und explodiert als Supernova. Im Zentrum bleibt ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch zurück, umgeben von einem expandierenden Nebel aus Materie.

Supernovae treten unter anderem in Doppelsystemen mit einem Weißen Zwergstern auf.

Eine andere Variante ereignet sich in Doppelsystemen mit einem Weißen Zwerg, dem Überrest eines einst sonnenähnlichen Sterns. Besitzt der Begleiter eine ausgedehnte Gashülle, kann Materie auf den Weißen Zwerg überströmen. Dadurch nimmt seine Masse zu – bis er schließlich eine kritische Schwelle erreicht und in seinem Kern schlagartig Fusionsreaktionen zünden. Es folgt eine Explosion, die den gesamten Stern zerreißt.

Lichtspektrum liefert wichtige Hinweise

Der von Kepler im Jahr 1604 beobachtete Lichtpunkt war vermutlich das Resultat einer solchen thermonuklearen Explosion. Wenn Astronominnen und Astronomen heute eine Supernova am Himmel entdecken, zeichnen sie so schnell wie möglich das empfangene Lichtspektrum auf. Die darin eingeprägten Absorptions- und Emissionslinien gehen auf verschiedene chemische Elemente zurück und liefern wichtige Hinweise über die Sternexplosion. Daher wird ständig Ausschau nach neuen Supernovae gehalten, um mehr über diese gewaltigen Ereignisse zu erfahren.