Astronomen beobachten Supernova-Explosion "live"
Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler die Entstehung einer Supernova beobachten und dieses Ereignis mit dem kurz zuvor registrierten hellen Röntgenblitz in Verbindung bringen. Astronomen weltweit beobachteten die Explosion des Sterns - und was sie sahen, hat immense Auswirkungen auf unser Wissen über Supernovae. Die Beobachtungen und Analysen, die vier internationale Astronomenteams von dem Ereignis machen konnten, sind in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature nachzulesen. Supernovae entstehen, wenn ein Stern seinen Kernbrennstoff aufgebraucht hat und der Eigengravitation keinen Widerstand mehr entgegensetzen kann. Dann fällt das Sterninnere in sich zusammen. "Dadurch entsteht eine Stoßwelle, die nach außen dringt. Angetrieben wird sie von Energie aus inneren Magnetfeldern und Rotation", erklärt Timothy R. Young von der University of North Dakota in seinem Nature-Artikel. "Wenn die Stoßwelle durch die Oberfläche des kollabierenden Sterns ausbricht, wird ihre Energie freigesetzt. Sie geht als Strahlung aller Frequenzbereiche ins All - über Tage, eventuell Monate. Das ist das klassische Zeichen einer Supernova." Man nimmt schon seit langem an, dass Gammastrahlenblitze (Gamma Ray Bursts - GRBs) eine Supernova quasi ankündigen, aber bis jetzt hat der Beweis für diese Theorie gefehlt, da noch nie eine Supernova ab dem Moment des Stoßwellenausbruchs beobachtet wurde. Darüber hinaus war unklar, warum bei manchen Supernovae GRBs aufzutreten scheinen und bei anderen nicht. Es begann am 18. Februar 2006, als der NASA-Satellit Swift einen ungewöhnlichen Gammastrahlenblitz in einer Galaxie in einer Entfernung von 440 Millionen Lichtjahren im Sternbild Widder registrierte. Gammastrahlenblitze sind die gewaltigsten Energieausbrüche im Universum: In nur wenigen Sekunden setzen sie mehr Energie frei als die Sonne während ihres gesamten Lebens. Dieser GRB (GRB060218 - nach dem Datum seiner Entdeckung) war 25-mal näher und dauerte 100-mal länger als die meisten GRBs. Es handelte sich dabei nur um einen relativ schwachen Gammastrahlenblitz, einen so genannten Röntgenblitz. Die Tatsache, dass der GRB 40 Minuten dauerte, gab den Wissenschaftlern die Möglichkeit, ihre Instrumente auf das Ereignis zu richten und Bilder in mehreren Wellenlängenbereichen zu erstellen sowie das Verhalten des Blitzes zu beobachten. Forscher des VLT (Very Large Telescope) der Europäischen Südsternwarte (European Southern Observatory - ESO) beobachteten, wie das Nachleuchten des Gammastrahlenblitzes immer heller wurde - das Zeichen für die Entstehung einer Supernova. Einige Tage später war die klassische Supernova deutlich zu erkennen. Zum ersten Mal konnten die Astronomen eine eindeutige Verbindung zwischen dem Röntgenblitz und einer Supernova herstellen. Ein Team unter der Leitung von Paolo Mazzali vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching analysierte anhand der VLT-Daten, welche Art von Stern hier so dramatisch explodiert war. Die Berechnungen ergaben, dass es sich um einen relativ kleinen Stern gehandelt hatte, dessen Masse 20 Mal so groß war wie die der Sonne. Normalerweise sind Sterne, die in einer Supernova enden und mit einem starken Gammastrahlenblitz einhergehen, etwa doppelt so groß. Von größeren Sternen, die starke Gammastrahlenblitze erzeugen, wenn sie in einer Supernova explodieren, nimmt man an, dass sie zu Schwarzen Löchern werden. In diesem Falle aber war der Stern zu klein, um zu einem Schwarzen Loch zu werden. Dr. Mazzalis Team geht nun davon aus, dass die Explosion zur Entstehung eines hochmagnetischen Neutronensterns, eines so genannten Magnetars geführt hat. Die Astronomen nehmen an, dass Supernovae, die mit Röntgenblitzen einhergehen, viel häufiger vorkommen als solche mit Gammastrahlenblitzen. "Die Eigenschaften des GRB060218 deuten auf Ausbrüche hin, die weniger hell sind als klassische Gammastrahlenblitze, aber unter Umständen viel zahlreicher", erklärt Dr. Mazzali. "In der Tat könnten diese Ereignisse die am häufigsten auftretende Form der Röntgen- oder Gammastrahlenblitze im Universum sein, aber aufgrund der begrenzten Kapazitäten unserer Instrumente können wir sie nur lokal erkennen." Professor Keith Mason, leitender britischer Forscher für das UVOT-Teleskop auf dem Satelliten Swift, erklärt, warum die Astronomen so begeistert von dieser Supernova waren: "Normalerweise werden solche Ereignisse erst dann registriert, wenn die Supernova wesentlich heller in der optischen Wellenlänge ist, viele Tage nach der eigentlichen Explosion, aber hier konnten wir dieses bemerkenswerte Ereignis von Anfang an in all seiner Herrlichkeit bewundern."