Schlagwort: Supernovaüberrest

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Der Fall des fehlenden Supernovabegleiters

Der Nebel füllt fast das ganze Bild. Außen ist ein roter Ring, der an eine Seifenblase erinnert, innen sind einige grün schimmernde Nebelflecke. Das Bild ist voller weißer Sterne.

Bildcredit: Röntgenstrahlung: NASA/CXC/SAO/J. Hughes et al., sichtbares Licht: NASA/ESA/Hubble-Vermächtnisteam (STScI /AURA)

Wo ist der andere Stern? Mitten in diesem Supernovaüberrest sollte der Begleiter des explodierten Sterns sein. Diesen Stern zu entdecken ist wichtig, um zu verstehen, wie Typ-Ia-Supernovae explodieren. Das könnte zu einem besseren Verständnis führen, warum die Helligkeit so einer Explosion so vorhersagbar ist. Das ist wiederum der Schlüssel zur Kalibrierung der Entfernungen im gesamten Universum.

Die Schwierigkeit ist, dass auch bei sorgfältiger Untersuchung des Zentrums von SNR 0509-67.5 kein Stern entdeckt wurde. Das lässt vermuten, dass der Begleiter sehr schwach leuchtet – viel schwächer als viele der hellen Riesensterne, die frühere Kandidaten waren. Vermutlich ist der Begleitstern ein blasser weißer Zwerg, ähnlich wie der Stern, der explodierte, aber mit viel mehr Masse.

SNR 0509-67.5 ist oben im sichtbaren Licht und Röntgenlicht abgebildet. Die rot leuchtenden Teile wurden vom Weltraumteleskop Hubble fotografiert, Röntgenlicht wurde in Falschfarbengrün dargestellt und vom Röntgenobservatorium Chandra aufgenommen. Wenn ihr den Mauspfeil über das Bild schiebt, wird die Region markiert, wo sich der fehlende Begleitstern befinden müsste.

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M1: Der Krebsnebel, von Hubble fotografiert

Der ovale Nebel im Bild ist ein flackerndes Gewirr aus orange-gelben und grünen Fasern, in der Mitte schimmert ein blau-weißlicher Nebel.

Bildcredit: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU); Dank an: Davide De Martin

Diese Unordnung bleibt übrig, wenn ein Stern explodiert. Der Krebsnebel ist das Resultat einer Supernova, die 1054 n. Chr. beobachtet wurde. Er ist voller rätselhafter Fasern. Diese Fasern sind nicht nur ungemein komplex, sondern haben anscheinend auch eine höhere Geschwindigkeit, als man bei einer freien Explosion erwarten würde.

Dieses Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen. Es wird in drei Farben dargestellt, die nach wissenschaftlichen Kriterien gewählt wurden. Der Krebsnebel ist etwa 10 Lichtjahre groß. Im Zentrum des Nebels befindet sich ein Pulsar, das ist ein Neutronenstern, er hat gleich viel Masse wie die Sonne, ist aber nur so groß wie eine kleine Stadt. Der Krebs-Pulsar rotiert etwa 30-mal pro Sekunde um seine Achse.

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Supernova-Sonate

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Titelbild: Keplers Supernovaüberrest: Chandra (Röntgenstrahlen) / Hubble (optisch) / Spitzer (IR); Credit: Alex H. Parker (Univ. Victoria), Melissa L. Graham (Univ. California, Santa Barbara / LCOGT)

Beschreibung: Für eine Sonate für Supernovae muss man erst einmal die Supernovae finden. Dafür nützten die Komponisten* Alex Parker und Melissa Graham Daten aus dem Durchmusterungs-Archiv des Canada France Hawaii Telescope (CFHT) von vier Himmelsausschnitten, die von April 2003 bis August 2006 detailreich fotografiert wurden, und wählten 241 Supernovae vom Typ Ia.

Für Kosmologen* sind diese thermonuklearen Explosionen, bei denen weiße Zwergsterne zerstört werden, sehr interessant. Jede Supernova spielt eine Note, deren Lautstärke durch die Entfernung der Supernova definiert wurde. Schwache, weit entfernte Supernovae spielen leise Noten.

Die Tonhöhe jeder Note basiert auf einem Dehnungsfaktor, der sich danach richtet, wie schnell die Supernova im Vergleich zu einer Standardzeitspanne heller wird und wieder verblasst. Je höher der Dehnungsfaktor, desto höher die Note auf der oben gezeigten phrygisch-dominanten Tonleiter.

Natürlich wird jede Supernova-Note von einem Instrument gespielt. Supernovae in massereichen Galaxien werden von einem Kontrabass vorgetragen, die Noten von Supernovae in massearmen Galaxien werden auf einem Konzertflügel gespielt.

Klickt auf das Bild oder folgt diesen Link (Vimeo, YouTube), dann seht ihr eine Zeitfaffer-Animation der CFHT-Legacy-Survey-Daten, während ihr die Supernova-Sonate hört.

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Ein Neutronenstern kühlt aus

Eine Nebelwolke in weiß, grün, blau und violett. Rechts unten ist ein Einschub, er zeigt einen Neutronenstern in Rot und Orange, der von Strahlen umgeben ist. Rechts oben ist ein dreieckiges Stück aus dem Neutronenstern herausgeschnitten.

Credit: Röntgenstrahlung: NASA / CXC / UNAM / Ioffe / D.Page, P.Shternin et al; Sichtbares Licht: NASA / STScI; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss)

Der Supernovaüberrest Cassiopeia A (Cas A) ist behagliche 11.000 Lichtjahre entfernt. Eine Supernova ist die finale Explosion eines massereichen Sterns. Das Licht von Cas A erreichte die Erde erstmals vor nur 330 Jahren. Dieses Kompositbild entstand aus Aufnahmen in Röntgenstrahlung und sichtbarem Licht. Es ist etwa 15 Lichtjahre breit und zeigt die Trümmerwolke, die sich ausdehnt. Die helle Quelle nahe der Mitte ist ein Neutronenstern. Das ist der unglaublich dichte Überrest des stellaren Kerns, der in sich zusammenfiel. Eine eingefügte Illustration ergänzt das Bild.

Der Neutronenstern Cas A ist immer noch so heiß, dass er Röntgenlicht abstrahlt. Er kühlt aber aus. Cas A wurde zehn Jahre lang mit dem Röntgen-Weltraumteleskop Chandra beobachtet. Dabei zeigte sich, dass der Neutronenstern rasch auskühlt – so schnell, dass man vermutet, dass ein großer Teil im Kern des Neutronensterns eine reibungsfreie Neutronen-Superfluidität erzeugt. Die Ergebnisse von Chandra sind der erste empirische Hinweis auf diesen exotischen Materiezustand.

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Simeis 147: Supernovaüberrest

Wie ein Knäul aus roten Fäden schlingen sich die Wirbel in diesem Supernovaüberrest in einer Umgebung, die dicht von Sternen gesprenkelt ist.

Credit und Bildrechte: Nobuhiko Miki

Beschreibung: Man verliert leicht die Orientierung, wenn man den komplexen Fasern auf diesem detailreichen Mosaikbild des zarten Supernovaüberrestes Simeis 147 folgt. Er ist als Sh2-240 katalogisiert und bedeckt am Himmel im Sternbild Stier fast 3 Grad oder 6 Vollmonde. Das entspricht in der geschätzten Entfernung der stellaren Trümmerwolke von 3000 Lichtjahren einer Breite von 150 Lichtjahren.

Das Komposit entstand aus Bilddaten, die mit Schmalbandfiltern aufgenommen wurden, um die Emissionen von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen zu betonen, welche die Regionen aus komprimiertem, leuchtendem Gas zeigen.

Dieser Supernovaüberrest ist etwa 40.000 Jahre alt. Das bedeutet, dass das Licht der gewaltigen Sternexplosion die Erde erstmals vor 40.000 Jahren erreichte. Doch dieser sich ausdehnende Überrest ist nicht das einzige Nachspiel. Die kosmische Katastrophe hinterließ auch einen Pulsar, das ist ein rotierender Neutronenstern. Dieser ist alles, was vom ursprünglichen Kern des Sterns übrig blieb.

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Das gewellte rote Band der SNR 0509

Vor einem Hintergrund aus zarten Sternen zeichnet sich eine ebenso zarte rote Blase ab, man sieht nur ihren Umriss.

Credit: NASA, ESA und das Hubble-Vermächtnis-Team (STScI/AURA); Danksagung: J. Hughes (Rutgers U.)

Beschreibung: Wie entstehen die Wellen im Supernova-Überrest SNR 0509-67.5? Die Wellen und der größere Nebel wurden 2006 und Ende letzten Jahres vom Weltraumteleskop Hubble so detailreich wie noch nie abgebildet. Die rote Farbe wurde mit einem Hubble-Filter aufgenommen, der nur für Licht von angeregtem Wasserstoff durchlässig ist.

Der genaue Ursprung der Wellen ist unbekannt. Zwei Ursprungshypothesen werden in Betracht gezogen, sie erklären die Welle mit relativ dichten Anteilen von ausgestoßenem oder zusammengepresstem Gas. Die Ursache für den breiteren, rot leuchtenden Ring ist klarer, da sich die Ausdehnungsgeschwindigkeit und die Lichtechos mit einer klassischen Supernova-Explosion vom Typ Ia erklären lassen, die sich etwa 400 Jahren ereignet haben muss.

SNR 0509 hat derzeit einen Durchmesser von etwa 23 Lichtjahren. Er ist ungefähr 160.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwertfisch (Dorado) in der Großen Magellanschen Wolke. Der expandierende Ring birgt jedoch ein weiteres Geheimnis: Warum wurde die Supernova vor 400 Jahre nicht beobachtet, als das Licht ihrer Explosion die Erde passiert haben müsste?

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Der Schleiernebel

Vor einem Hintergrund aus zarten Sternen leuchten rote Nebelschleier mit blauen Rändern.

Credit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Diese Fasern aus komprimiertem, leuchtendem Gas sind eine zarte Erscheinung. Sie sind im Sternbild Schwan an den Himmel drapiert und bilden den Schleiernebel. Der Nebel ist ein großer Supernovaüberrest – eine expandierende Wolke, die bei der Explosion eines massereichen Sterns entstand. Das Licht der Supernovaexplosion erreichte die Erde vor vermutlich mehr als 5000 Jahren.

Der Schleiernebel wird auch als Cirrusnebel oder Cygnusschleife bezeichnet. Er ist am Himmel fast 3 Grad breit, das sind etwa 6 Vollmonddurchmesser. In seiner geschätzten Entfernung von 1500 Lichtjahren entspricht das mehr als 70 Lichtjahren.

Der Schleier ist so groß, dass seine helleren Teile als einzelne Nebel betrachtet werden, etwa der Hexenbesen (NGC 6960) am unteren Ende dieser tollen Himmelsansicht oder Pickerings Dreieck (NGC 6979) rechts unter der Mitte. Oben ist der gespenstische Nebel IC 1340.

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