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Asche zu Asche, aber nicht Staub zu Staub: der Zusammenhang zwischen Supernovae und der Geburt neuer Sterne

Bislang dachte man, dass bei mächtigen Supernova-Explosionen alle vorhandenen Moleküle und Staubpartikel restlos vernichtet würden. Nun konnten Wissenschaftler jedoch erstmals nachweisen, dass dies nicht der Fall ist.
Asche zu Asche, aber nicht Staub zu Staub: der Zusammenhang zwischen Supernovae und der Geburt neuer Sterne
Eine Gruppe von Wissenschaftlern, von denen einige durch die vom Europäischen Forschungsrat (ERC) finanzierten Projekte SNDUST und COSMICDUST gefördert wurden, konnte in den sich abkühlenden Überresten der Supernova 1987A zwei Moleküle nachweisen, die in diesem Kontext noch nie zuvor festgestellt worden waren: Formyl (HCO+) und Schwefelmonoxid (SO). Die Supernova 1987A wurde ursprünglich im Februar 1987 beobachtet und ereignete sich 163 000 Lichtjahre entfernt in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie unserer eigen Galaxie, der Milchstraße.

Die Staubfabrik eines sehr jungen Supernova-Überrests

Der leitende Autor der in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichten Studie, Dr. Mikako Matsuura von der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Cardiff sagte: „Dies ist das erste Mal, dass wir diese Molekülarten in einer Supernova feststellen konnten, und stellt die verbreitete Annahme in Frage, dass bei diesen Explosionen sämtliche Moleküle und Staubpartikel eines Sterns vernichtet werden.“ Neben diesen jüngst entdeckten Molekülen wurden auch Verbindungen wie Kohlenstoffmonoxid (CO) und Siliziumoxid (SiO) festgestellt, die schon in früheren Fällen nachgewiesen wurden.

Angesichts der unerwarteten Entdeckung dieser Moleküle ist es denkbar, dass sich bei der Explosion von Sternen Wolken aus übrig gebliebenem Gas bilden, die sich auf unter 200 °C abkühlen, sodass sich die verschiedenen entstandenen schweren Elemente allmählich zu Molekülen zusammenschließen. Eine solche Umgebung wird auch als „Staubfabrik“ bezeichnet. Dr. Matsuura erklärt weiter: „Am überraschendsten ist, dass diese Fabrik im großen Umfang Moleküle enthält, die normalerweise unter den Bedingungen zu finden sind, bei denen neue Sterne geboren werden. Das Ende eines massereichen Sterns könnte also zur Bildung einer neuen Generation führen.“

Da neue Sterne aus den schwereren Elementen entstehen, die bei Supernova-Explosionen im Raum verteilt werden, verspricht diese Forschungsarbeit, dass neue Erkenntnisse über die Zusammensetzung sich bildender Sterne gesammelt werden können, indem diese auf ihren Ursprung hin untersucht werden.

Das spektakuläre Ableben eines Sterns

Die bei einer Supernova ablaufenden Prozesse werden relativ gut verstanden. Wenn massereiche Sterne am Ende ihres Lebenszyklus angelangt sind, geht ihnen im Grunde der Brennstoff aus, sodass Wärme und Energie nicht mehr ausreichen, um ihre eigene Schwerkraft auszugleichen. Folglich stürzen die äußeren Schichten des Sterns mit gewaltiger Wucht auf den Kern, was eine spektakuläre Explosion auslöst. Übrig bleibt ein Objekt, das einem neuen, hellen Stern ähnelt, bevor es verblasst.

Seit ihrer Entdeckung vor über 30 Jahren sind Astronomen bei der Untersuchung von Supernova 1987A mit Herausforderungen konfrontiert, insbesondere bei der Beobachtung des inneren Kerns. Die Forschungen wurden mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) durchgeführt, mit dem das Team den Supernova-Überrest ausgesprochen detailliert untersuchen konnte. Da mit den 66 Antennen dieses Teleskops Wellenlängen im Millimeterbereich erfasst werden können – die im elektromagnetischen Spektrum Infrarot- und Radiowellen entsprechen – können die Forscher durch die Staub- und Gaswolken der Supernova hindurch blicken. So konnten sie schließlich die neu gebildeten Moleküle betrachten.

Um die gesammelten Erkenntnisse weiter auszubauen, möchten die Forscher mithilfe des ALMA nun nachprüfen, in welchem Maß die HCO+- und SO-Moleküle vorhanden sind, und auch nach weiteren bislang unentdeckten Molekülen suchen.

Weitere Informationen:
Projektwebsite

Quelle: Gestützt auf Medienberichte und Projektinformationen

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