Röntgenillumination von bei Supernova ausgeschleuderter Materie

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Hubble-Aufnahme des Supernova-Überrests SN 1987A, der einen von Schockwellen getroffenen Ring zeigt, der aus Material besteht, das vor der Supernova abgestoßen wurde; innerhalb dieses Rings liegt ein fischförmiger, zentraler Klumpen aus Überbleibsel der Supernova, der begonnen hat, auf Grund der Illumination durch die Röntgenstrahlung aus dem geschockten Ring hell zu leuchten. Die am nächsten gelegene Supernova-Explosion, die seit nahezu 400 Jahren beobachtet wurde, findet sich in der Großen Magellanschen Wolke. NASA; P. Challis

Supernovae sind die explosive Zerstörung massereicher Sterne, Katastrophen, welche die chemischen Elemente, die durch Kernreaktionen im Inneren des Vorläufersterns erzeugt wurden, im All verteilen. Das Verständnis der chemischen Anreicherung ist Grund genug, Supernovae zu Objekten intensiver Untersuchung zu machen. Astronomen haben zudem einen weiteren Grund: Supernovae sind Sonden des frühen Universums, da sie so hell strahlen, daß man sie über große Entfernungen sehen kann.

Eine typische Supernova wird sehr schnell lichtschwächer. Ihre Leuchtkraft wird durch den radioaktiven Zerfall von Elementen, wie Isotope des Nickels, bewirkt; diese wurden während der Explosion erzeugt und die Supernova leuchtet nur für Wochen oder Monate strahlend hell und hinterläßt gewöhnlich einen Pulsar und ausgestoßenes Material. Aber nach einigen Jahrzehnten wird die in der Explosion erzeugte Stoßfront in eine Hülle aus Material einschlagen, das von dem Stern vor seinem Ende abgestoßen wurde; dies veranlaßt die Region wieder hell aufzuleuchten. Zumindest vermuten die Astronomen diesen Ablauf. Aber Supernovae treten in unserer Galaxis so selten auf, daß der Verlauf des Wiederaufleuchtens nie direkt beobachtet worden ist, während Supernovae in anderen Galaxien gewöhnlich zu weit entfernt sind, um die Wechselwirkung mit der Schockwelle messen zu können. Da Supernovae so wichtig sind, wollen Astronomen, daß man alle Seiten ihres Verhaltens messen kann; zudem können Details der Schockwelle wichtige Merkmale des Vorläufersterns und seines Untergangs preisgeben.

Die Zeitschrift Nature vom 23. Juni 2011 enthält einen Artikel, der die erste direkte Beobachtung des Übergangs in einer Supernova zu der durch die Schockfront bewirkten Wechselwirkung zwischen dem abgestoßenen Material des Sterns und seiner umgebenden Materie beschreibt. Ein großes Astronomenteam berichtet von einer Supernova, die sich 1987, nur etwa 160.000 Lichtjahre entfernt, in der Großen Magellanschen Wolke ereignete. Das Hubble-Weltraum-Teleskop hat eine klumpige Hülle aus Materie um den Stern herum beobachtet, das durch die eintreffende Schockwelle aufleuchtet; auch das restliche Material, das in der Explosion herausgeschleudert wurde, leuchtet wieder hell.

Die Forscher haben seit 1987 das Verblassen des Überrests und das erneute langsame Wiederaufhellen über die vergangenen Jahre beobachtet. Er ist jetzt heller als in den vergangenen Jahrzehnten. Obwohl es mehrere Möglichkeiten gibt (Strahlung von dem Pulsar oder radioaktiver Zerfall von anderen Elementen), folgert das Team, daß der wahrscheinlichste Mechanismus für das erneute Aufleuchten das Eintreffen der Schockfront auf die Hülle ist; dabei wird Röntgenstrahlung erzeugt, die das herausgeschleuderte Material aufheizt. Tatsächlich beobachtet das Chandra-Röntgen-Observatorium Röntgenstrahlung. Wenn dieser Ansicht richtig ist, werden zukünftige Beobachtungen den Röntgenfluß sich in einer Art und Weise ändern sehen, die noch mehr über den ursprünglichen Stern und seinen Untergang enthüllen sollten.

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