Astronomie: Supernova kurz 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 kosmischen Katastrophe, 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, sagten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Physics“.

Entdeckt hatten die Forscher das Phänomen vor über drei Jahren. Jetzt präsentieren Ofer Yaron vom Weizmann Institute of Science in Israel und seine Kollegen die Ergebnisse. Im Oktober 2013 registrierte die „Intermediate Palomar Transient Factory“, ein Robot-Teleskop auf dem Mount Palomar in den USA, die Supernova in der 170 Millionen Lichtjahren entfernten Galaxie NGC 7610. Automatisch gingen Mitteilungen an alle großen Sternwarten und überall auf der Welt richteten Astronomen ihre Instrumente auf die Sternexplosion.

Kern des Sterns ist instabil

Die Beobachtungen dieser konzertierten Aktion zeigen, dass der Stern bei seiner Explosion in eine dichte Wolke aus Gas gehüllt war, das er im letzten Jahr vor der Explosion ausgestoßen hat. 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“, schreiben 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.

Vieles ist noch unklar

Trotz der neuesten Erkenntnisse ist für die Forscher noch vieles unklar. „Wie und warum massereiche Sterne als Supernovae explodieren, ist immer noch eine offene astrophysikalische Frage“, stellt Yaron fest. Zwar gehen die Forscher davon aus, dass es in den meisten Fällen – 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 kaum, aus der sich die Bedingungen und Umstände für den Kollaps und die Explosion ergeben.“

Nun könnte die Beobachtung von Supernovae unmittelbar nach der Explosion weitere Einblicke in diese Prozesse am Ende des Sternenlebens bieten. Denn dann durchläuft der Strahlungsausbruch der Explosion die Materie, die der Stern in der letzten Phase seines Lebens ausgestoßen hat. Doch das ist schwierig, da Supernovae-Explosionen selten und nicht vorhersehbar sind. Andererseits überwachen inzwischen zahlreiche automatische Teleskope den Nachthimmel permanent nach ungewöhnlichen Ereignissen und registrieren mögliche Explosionen. 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 eines Sternenlebens erhalten.