Astronomie ohne Teleskop – Einsame Supernovae?

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Von Steve Nerlich in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff

Supernova G292.0+1.8. Wie die meisten Supernovae explodierte G292.0+1.8 innerhalb einer Galaxie – genau genommen in unserer Galaxis. Aber gibt es einsame Supernovae ohne Heimatgalaxie? Quelle: Chandra-Röntgenobservatorium

 

Seit einigen Jahren haben sich Astronomen den Kopf über Supernovae zerbrochen, die im Nichts explodieren – anstelle innerhalb einer Heimatgalaxie.

Verschiedene Hypothesen wurden aufgestellt, von denen eine davon ausgeht, daß es sich um hyperschnelle Sterne handeln könnte – Sterne also, die auf Grund eines unglücklichen Zusammentreffens von gravitativen Wechselwirkungen aus ihrer Heimatgalaxie geschossen werden. Man vermutet, daß diese Wechselwirkungen solche Sterne auf Geschwindigkeiten von mehr als 100 km/s beschleunigen können – dies ist mehr als die Fluchtgeschwindigkeit für eine durchschnittliche Galaxie.

Zinn et al. haben nun einen viel alltäglicheren Vorschlag für eine einsame Supernova, für die sie sich besonders interessieren, gemacht. Es handelt sich um SN 2009Z. Sie schlagen vor, daß die Supernova doch in einer Galaxie explodierte, aber in einer Galaxie, die sehr schwer auszumachen ist.

Die Gruppe um Zinn ist der Meinung, daß die Supernova SN 2009Z tatsächlich innerhalb der Galaxie N271 explodierte, die aber eine geringe Oberflächenhelligkeit besitzt. Betrachtet man die von ihnen gewonnenen Bilder, scheint dies ein vernünftige Behauptung – nur ist es leider so, daß in Galaxien mit geringer Oberflächenhelligkeit (sogenannte Low Surface Brightness Galaxies = LSBs) eben keine Supernovae auftreten sollten.

Linkes Bild: Aufnahme des Sloan Digital Sky Survey, die den Ort von SN 2009Z, eine Supernova vom Typ IIB, zeigt. Rechtes Bild: Nahaufnahme mit dem New Technology Telescope (ESO), die ein rechtwinkliges Gebiet mit der SN 2009Z an der Kreuzmarkierung zeigt. Sie scheint dicht bei der kleinen Galaxie N271 gelegen zu sein, obwohl man von solchen Galaxien gewöhnlich nicht vermutet, daß sie zur heftigen Sternbildung in der Lage sind. Quelle: Zinn et al.

 

Da Galaxien eher als ausgedehnte Objekte denn als punktförmige Sterne erscheinen, weisen wir ihnen eine „Oberflächenhelligkeit“ zu, die sich über die scheinbare Oberfläche des Objekts verändern kann. LSBs sind im Allgemeinen einzel stehende Feldgalaxien und seltener Mitglieder von Galaxiengruppen inmitten dichter Galaxiencluster. Es sind zudem meist Zwerggalaxien, aber man konnte mindestens eine Spiral-LSB identifizieren.

Die Lichtschwäche der LSB-Galaxien ist ein Hinweis darauf, daß sie so gut wie keine Sternbildung besitzen – entweder sind sie viel zu alt, ohne freien Wasserstoff für neue Sternbildung, oder sie sind nur nicht dicht genug, daß jemals eine kräftige Sternentstehung starten konnte.

Aber hier hat man SN 2009Z, die höchstwahrscheinlich innerhalb der LSB-Galaxie N271 gelegen war. Und SN 2009Z war eine Supernova vom Typ II – ein massereicher und kurzlebiger Stern, der einen Kernkollaps erlebte. Genau genommen war es der Typ IIb mit nur einer dünnen Wasserstoffhülle, als der Stern detonierte. Typ IIb Supernovae entstehen vermutlich durch massereiche Sterne, die den größten Teil, aber nicht die gesamte Wasserstoffhülle verloren haben, die ihnen von einem Begleiter in einem Binärsystem weggerissen wurde.

Dies alles scheint ein ziemlich ungewöhnliches Verhalten für eine Galaxie zu sein, die keine aktive Sternentstehung unterhält. Zinn et al. vermuten, daß LSB-Galaxien kurze Ausbrüche aktiver Sternbildung erleben müssen, die von langen, ruhigen Phasen von nahezu keiner Aktivität gefolgt werden. Dies weist dann darauf hin, daß der Vorläuferstern von SN 2009Z in einer vorhergehenden Starburst-Phase gebildet wurde, bevor N271 wieder in die Ruhephase zurückkehrte.

Doch nichts davon muß vermuten lassen, daß hyperschnelle Sterne nicht existieren – den weitere sind seit der ersten bestätigten Entdeckung in 2005 entdeckt worden. Alle die man kennt, sind mit der Milchstraße verbunden, denn das Auffinden eines einzelnen, isolierten hyperschnellen Sterns, der aus einer entfernten Galaxie herausgeschleudert wurde, liegt vermutlich jenseits der Möglichkeit unserer gegenwärtigen Technologie – außer natürlich sie werden zur Supernova.

Aber was wissen wir hierzu heute:

ein hyperschneller Stern entsteht aus einem Binärsystem und dessen unerfreulicher Wechselwirkung mit einem zentralen supermassereichen Schwarzen Loch einer Galaxie

ein Mitglied des Binärsystems wird eingefangen, der andere wird mit Fluchtgeschwindigkeit nach außen davon geschleudert

aber massereiche Sterne, die sich zu einer Supernova entwickeln, haben nur eine Lebensspanne auf der Hauptreihe in einer Größenordnung von Millionen Jahren

selbst mit mehr als 100 km/s ist es unwahrscheinlich, daß so ein Stern über die vielen Lichtjahre hinweg vom Zentrum der Galaxie bis an die äußeren Grenzen gelangt, bevor er detoniert

All das zusammengenommen… vereinsamte Supernovae? Ein geplatzte Vorstellung (bis man wirklich eine gefunden hat).

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Weiterführende Literatur (im Internet zu finden unter):

arXiv:1111.1833v1

P.-C. Zinn et al.

Supernovae without host galaxies? The low surface brightness host of SN 2009Z (2011)

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