Die Cygnus-Schleife, ein Supernova-Überrest

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme einer Region im Supernova-Überrest Cygnus-Schleife. Die rote Farbe zeigt die Anwesenheit von Wasserstoff an, grün – Sauerstoff und blau – Neon. Astronomen am SAO entdeckten, das mindestens 50% des Siliziums im Staub durch die energiereichen Druck-wellen, die den leuchtenden Überrest hervorbringen, freigesetzt wird.

Wenn eine Supernova explodiert, fegt ihre Explosion umgebendes Gas mit einer energiereichen Druckwelle zusammen. Die typische Druckwelle einer Supernova enthält in der Bewegung des Materials mehr Energie als die Sonne in ihrem ganzen Leben abgibt. Während sich die Schock-welle nach außen bewegt, formt das zusammengepresste, verdichtete Gas eine Hülle, die so hell wie eine Million Sonnen leuchtet. Nahezu alle für das Leben unabdingbaren Elemente wurden in Sternen oder in Supernovae und nicht zum Zeitpunkt des Urknalls gebildet; sie wurden durch diese Supernova-Überreste (SNRs = Supernova Remnants) in den Raum geschleudert, wo sie zur Bildung neuer Sterne und Planeten verfügbar wurden. Astronomen sind brennend an der Unter-suchung der leuchtenden Hüllen von SNRs interessiert, um deren chemische Zusammensetzung und Eigenschaften zu bestimmen.

Ein beträchtlicher Anteil der im Weltraum vorkommenden Elemente sammelt sich in Form von Staubkörnchen. Silizium und insbesondere Kohlenstoff verbinden sich zu Silikaten (sprich Sand) oder Graphitkörnchen und diese Körnchen wiederum sammeln andere Verbindungen an ihren Oberflächen. Wenn die SNR-Druckwelle sich nach außen bewegt, erhitzt und zerstört sie die Staubkörnchen und ionisiert ein Teil des ausgestoßenen Materials. Eine Gruppe aus drei SAO-Astronomen, John Raymond, Terrance Gaetz und Andrew Szentgyorgyi, hat mit drei weiteren Kollegen den Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer genutzt, um Licht zu untersuchen, daß das heiße Gas in dem berühmten SNR Cygnus-Loop abstrahlte. Die Wissenschaftler entdeckten eine Reihe spezifischer, atomarer Emissionslinien, die zuvor noch nie in einem SNR gesehen worden waren. Zwar schon aus anderen Emissionslinien bekannt, stammen die sich aus Eisen, Silizium und anderen Elementen ergebenden neuen Emissionslinien von Millionen Grad heißem Gas aus dem Aufprall.

Im durchschnittlichen interstellaren Medium sind vielleicht 40% – 90% des Siliziums in solche Staubkörnchen eingebunden. Die Astronomen berechnen aus ihren Daten, daß immerhin 50% dieses Siliziums durch den Aufprall aus den Körnchen freigesetzt werden und damit für andere chemische Reaktionen im interstellaren Medium zur Verfügung stehen. Diese neue Forschungs-arbeit verfolgte zudem Änderungen im Ionisationsgrad des Gases im Material des Überrests und bestimmte die Sauerstoffhäufigkeit im strahlenden Gas. Darüber hinaus vertiefen die Ergebnisse unser Wissen über viele weitere Einzelheiten der SNRs, zum Beispiel über Dichte und Struktur der Stoßwelle und damit unser Verständnis von dem entscheidenden Vorgang, wie Elemente im Weltraum verteilt werden und die vielleicht ihren Weg in zukünftige Planeten finden.

Literatur:

“Far UV Spectroscopic Explorer spectroscopy of the XA region in the Cygnus Loop Supernova Remnant,”

R. Sankrit et al.

Astronomical Journal, 133, 1383, 2007

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