Riesige Supernovae stellen Astronomen vor neue Rätsel
Einem internationalen Forscherteam ist eine bahnbrechende Neuentdeckung in der astronomischen Forschung gelungen: offenbar übertrifft die Masse eines bestimmten Supernovatyps die bisher als kritisch geltende Massegrenze. Die demnächst im Fachblatt "Astrophysical Journal" erscheinenden Forschungsergebnisse könnten die Methoden zur Messung der Ausdehnung des Universums verändern und ein neues Strukturmodell über die Entstehung von Supernovae hervorbringen. Finanziert wurde die Studie teilweise durch eine Marie-Curie-Maßnahme des Siebten Rahmenprogramms der EU (RP7). Supernovae sind Explosionen massereicher Sterne, deren ungewöhnlich hohe Leucht- und Strahlungskraft in einer Galaxie noch Wochen oder gar Monate nach dem Ereignis zu sehen ist. Supernovae vom Typ 1a sind sogenannte Standardkerzen mit einer bekannten, absoluten Helligkeit, anhand derer sich die Entfernung zu den Galaxien bestimmen lässt, deren Teil sie sind. Mit ihrer Hilfe können Kosmologen Aussagen zur bisherigen Expansion des Universums machen und Prognosen für die Zukunft aufstellen, und sie befassen sich mit den Geheimnissen der Dunklen Energie. Typ 1a Supernovae bzw. Weiße Zwerge entstehen, wenn Sterne am Ende ihres Lebens explodieren. Bisher galt die Lehrmeinung, dass kein Weißer Zwerg das sogenannte Chandrasekhar-Limit (rund 1,4 Sonnenmassen) überschreiten kann, ohne in einer Supernova zu explodieren. Kosmologen nutzen das Chandrasekhar-Limit auch als "Messlatte", um die Entfernungen zu Supernovae zu bestimmen. Seit 2003 haben Astronomen vier Supernovae entdeckt, die so hell waren, dass der Verdacht bestand, diese "Super-Chandrasekhar-Supernovae" könnten vor der Explosion massereicher gewesen sein als das Chandrasekhar-Limit erlaubt. Die "Nearby Supernova Factory" - ein Gemeinschaftsprojekt aus amerikanischen und französischen Physikern unter Leitung der Yale University - hat nun erstmals die Masse des Weißen Zwergs gemessen, der in einer dieser außergewöhnlich hellen Supernovae mit der Bezeichnung SN 2007if explodiert war. Teleskope in Chile und den US-Bundesstaaten Hawaii und Kalifornien bestätigten die Vermutung, dass SN 2007if tatsächlich 2,1 Sonnenmassen schwer war und damit ganz klar das Chandrasekhar-Limit überschritten hatte. Zudem wies die Supernova nicht nur eine zentrale Masse auf, sondern auch eine Materieschale, die während der Explosion ausgeschleudert worden war, sowie eine umgebende Hülle aus bereits dort vorhandener Materie. Mit ihrer Vermessung der Sternenmassen im gesamten Sternensystem helfen die Forscher den Kosmologen, die Entstehung von Supernovae besser nachvollziehen zu können. "Bislang wissen wir noch nicht allzu viel über die Sterne, aus denen diese Supernovae hervorgegangen sind", erklärte Forschungsleiter Professor Richard Scalzo von der Yale University. "Uns interessiert insbesondere, welche Art von Stern sie einmal gewesen sind und wie sie sich im Lauf der Zeit veränderten und entwickelten." Nach Ansicht Professor Scalzos ging SN 2007if möglicherweise nicht aus der Explosion eines einzelnen, sondern aus der Kollision zweier Weißer Zwerge hervor. Die Forscher wollen nun herausfinden, ob diese Annahme auch für die anderen Super-Chandrasekhar-Supernovae zutreffen könnte. Kosmologen untersuchen derzeit die Frage, warum es offenbar doch Weiße Zwerge gibt, die über dieses Limit hinaus wachsen können, ohne unter ihrer eigenen Masse zu kollabieren. Wenn sich herausstellt, dass für diese riesigen Supernovae andere physikalische Gesetze gelten, würde dies die Zukunft der kosmologischen Forschung in völlig neue Bahnen lenken. "Supernovae werden genutzt, um Aussagen über das Schicksal des Universums und unsere Gravitationstheorie zu machen", erklärte Professor Scalzo. "Wenn unser Verständnis dieser Supernovae sich ändert, sind auch unsere Theorien und Vorhersagen betroffen."
Länder
Chile, Frankreich, Vereinigte Staaten