Schlagwort: Supernovaüberrest

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Aufgeheizt durch die Supernova 1987A

Ein orangefarbener Kern ist von einem hellgelb leuchtenden Ring umgeben, der aus einzelnen Lichtpunkten besteht. Das Bild ist ein animiertes gif, das die Entwicklung im Lauf der Jahre zeigt.

Bildcredit: Weltraumteleskop Hubble, NASA, ESA; Videobearbeitung: Mark McDonald

Vor 25 Jahren wurde die hellste Supernova der Gegenwart entdeckt. Astronomen beobachteten sie im Lauf der Jahre. Während sich die Überreste der gewaltigen Sternexplosion ausbreiteten, prallen sie gegen früher ausgestoßene Materie.

Dieses Zeitraffervideo zeigt das eindeutige Ergebnis der Kollision. Es entstand aus Bildern, die zwischen 1994 und 2009 mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen wurden. Das animierte GIF zeigt die Kollision der Explosionswelle mit dem schon zuvor bestehenden Ring, die die sich nach außen bewegt. Der Ring ist ein Lichtjahr groß.

Die Kollision findet mit Geschwindigkeiten von fast 60 Millionen Kilometern pro Stunde statt. Sie heizte das Material des Rings so plötzlich auf, dass es zu leuchten begann. Astronominnen untersuchen die Kollision weiterhin, da sie die interessante Vergangenheit von SN 1987A beleuchtet und Hinweise auf den Ursprung der rätselhaften Ringe liefert.

Galerie: Jupiter-Venus-Mond-Konjunktion
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Die rätselhaften Ringe der Supernova 1987A

Mitten im Bild leuchtet ein Ring aus lellen Lichtern. Von diesem gehen nach oben und unten dunkelrote Ringe aus, die eine 8 bilden und nur schwach leuchten. Darum verteilt leuchten Sterne in unserer Milchstraße.

Bildcredit: ESA/Hubble, NASA

Wie entstanden die eigenartigen Ringe um die Supernova 1987A? Vor 25 Jahren – 1987 – wurde in der Großen Magellanschen Wolke die hellste Supernova der jüngsten Vergangenheit entdeckt. Mitten im Bild leuchtet der Überrest der gewaltigen Sternexplosion. Im Zentrum ist ein Objekt. Um seine Mitte verlaufen eigenartige äußere Ringe wie eine abgeflachte 8er-Schleife. Dieses Hubble-Bild des Überrestes SN1987A stammt vom letzten Jahr.

Große Teleskope wie das Weltraumteleskop Hubble beobachten regelmäßig die merkwürdigen Ringe. Trotzdem bleibt ihr Ursprung ein Rätsel. Eine Ursache der Ringe könnte eine Wechselwirkung mit Strahlen sein, die von einem verborgenen Supernovaüberrest – einem Neutronenstern – ausströmen. Auch eine Wechselwirkung zwischen dem Sternwind des Vorgängersterns und dem Gas, das beider Explosion freigesetzt wurde, wird vermutet.

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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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Auskühlender Neutronenstern

Das Bild zeigt eine Nebelwolke in weißgrün, blau uns violett. Rechts unten ist ein Einschub eines rot-orangefarbenen Neutronensterns, 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)

Beschreibung: Der Supernovaüberrest Cassiopeia A (Cas A) ist behagliche 11.000 Lichtjahre entfernt. Eine Supernova ist die Todesexplosion eines massereichen Sterns. Das Licht von Cas A erreichte die Erde erstmals vor nur 330 Jahren. Die sich ausdehnende Trümmerwolke ist auf diesem Kompositbild im Röntgenlicht und im optischen Spektrum etwa 15 Lichtjahre groß. Die helle Quelle nahe der Mitte (eingefügte Illustration) ist ein Neutronenstern, das ist der unglaublich dichte, kollabierte Überrest des stellaren Kerns.

Der Neutronenstern Cas A ist immer noch heiß genug, um Röntgenlicht abzustrahlen, kühlt aber aus. Beobachtungen mit dem Röntgen-Weltraumteleskop Chandra zeigten in einem Zeitraum von 10 Jahren, dass der Neutronenstern rasch auskühlt – so schnell, dass Forschende vermuten, dass ein großer Teil im Kern des Neutronensterns eine reibungsfreie Neutronensuperfluidität 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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