Supernova in NGC 2525

In der Balkenspiralgalaxie NGC 2525 im Sternbild Achterdeck des Schiffs (Puppis) wurde im Januar 2018 wurde die Supernova SN 2018gv entdeckt.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU) und das SH0ES-Team; Danksagung: M. Zamani (ESA/Hubble)

Beschreibung: Die große, schöne Balkenspiralgalaxie NGC 2525 liegt 70 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt. Am Nachthimmel der Erde leuchtet sie innerhalb der Grenzen des südlichen Sternbildes Achterdeck des Schiffs (Puppis). Sie hat einen Durchmesser von ungefähr 60.000 Lichtjahren, ihre Spiralarme, die von dunklen Staubwolken, massereichen blauen Sternen und rötlichen Sternbildungsregionen gesäumt sind, winden sich durch diesen prächtigen Schnappschuss des Weltraumteleskops Hubble.

Im Januar 2018 wurde die Supernova SN 2018gv im Randbereich von NGC 2525 entdeckt, sie ist der hellste Stern links unten im Bild. Eine einjährige Serie an Hubble-Beobachtungen folgte der Sternexplosion in Zeitraffer – es war die Kernexplosion eines weißen Zwergsterns, die ausgelöst wurde, nachdem er Material von einem Begleitstern angesammelt hatte und langsam verblasst war. Wie wird als Typ-Ia-Supernova eingestuft, Ihre Helligkeit dient als kosmische Standardkerze. Mithilfe von Typ-Ia-Supernovae werden Entfernungen zu Galaxien vermessen und die Expansionsrate des Universums bestimmt.

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Tychos Supernovaüberrest in Röntgenlicht

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Bildcredit: NASA / CXC / F.J. Lu (Chinese Academy of Sciences) et al.

Beschreibung: Welcher Stern erzeugte diesen riesigen Bovisten? Hier ist der heiße, expandierende Nebel von Tychos Supernovaüberrest abgebildet. Er ist das Ergebnis einer Sternexplosion, die vor mehr als 400 Jahren von dem berühmten Astronomen Tycho Brahe beschrieben wurde. Dieses Bild ist ein Komposit in drei Röntgen-Spektralfarben, die mit dem Röntgenobservatorium Chandra im Orbit aufgenommen wurden.

Die expandierende Gaswolke ist extrem heiß, und die leicht unterschiedlichen Ausdehnungsraten verleihen der Wolke eine bauschige Erscheinung. Der Stern, der die Supernova SN 1572 erzeugte, wurde wahrscheinlich gänzlich aufgelöst, doch ein Stern mit dem Spitznamen Tycho G, der zu blass ist, um ihn hier zu erkennen, war vermutlich sein Begleiter. Überreste des Vorläufers von Tychos Supernova zu finden ist wichtig, da es eine Supernova vom Typ Ia war. Diese sind eine wichtige Sprosse der Entfernungsleiter, welche die Größenordnung des sichtbaren Universums kalibriert. Der Helligkeitshöhepunkt von Typ-Ia-Supernovae gilt als gut erforscht, weshalb sie bei der Erforschung des Zusammenhangs zwischen Blässe und Entfernung im fernen Universum ziemlich wertvoll sind.

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Der symbiotische R Aquarii

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Bildcredit: Hubble, NASA, ESA; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Beschreibung: Schon mit einem Fernglas sieht man im Laufe eines Jahres, wie seine Helligkeit variiert. Der veränderliche Stern R Aquarii ist eigentlich ein wechselwirkendes Doppelsternsystem – zwei Sterne, die offenbar in enger symbiotischer Beziehung stehen. Dieses faszinierende System ist etwa 710 Lichtjahre entfernt, es besteht aus einem kühlen Roten Riesenstern und einem heißen, dichten Weißen Zwergstern, die auf ihren Bahnen um ihr gemeinsames Massezentrum kreisen.

Das sichtbare Licht des Doppelsternsystems stammt großteils vom Roten Riesen, der ein langperiodischer veränderlicher Mira-Stern ist. Durch die Gravitation wird aus der ausgedehnten Hülle des kühlen Riesensterns Materie auf die Oberfläche des kleineren, dichteren weißen Zwergs gezogen, dadurch wurde schließlich eine thermonukleare Explosion ausgelöst und Materie in den Raum gesprengt.

Dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble zeigt den immer noch expandierenden Trümmerring, der weniger als ein Lichtjahr umfasst. Er entstand bei einer Explosion, die Anfang der 1770er zu beobachten gewesen wäre. Die Entwicklung dynamischer Ereignisse, die wir weniger gut verstehen, welche energiereiche Strahlung im System R Aquarii erzeugen, werden seit 2000 in den Daten des Röntgenobservatoriums Chandra beobachtet.

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Ankündigung der Nova Carinae 2018

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Bildcredit und Bildrechte: A. Maury und J. Fabrega

Beschreibung: Wie hell wird die Nova Carinae 2018? Die neue Nova wurde erst letzte Woche entdeckt. Novae treten zwar regelmäßig überall im Universum auf, doch diese Nova – katalogisiert als ASASSN-18fv – ist am irdischen Himmel so ungewöhnlich hell, dass sie auf der Südhalbkugel derzeit leicht mit einem Fernglas sichtbar ist.

Die Nova ist mit einem Pfeil markiert und etwa in Richtung des malerischen Carinanebels zu sehen. Eine Nova wird normalerweise durch eine thermonukleare Explosion auf der Oberfläche eines Weißen Zwergsterns ausgelöst, der Materie eines Begleitsterns ansammelt, doch die Details dieses Ausbruchs sind derzeit unbekannt.

Berufs- und Freizeitastronomen werden diesen ungewöhnlichen Sternausbruch im Laufe der nächsten Wochen beobachten, um zu sehen, wie sich die Nova Carinae 2018 entwickelt, und ob sie hell genug für eine Beobachtung mit bloßem Auge wird.

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Nova über Thailand

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Bildcredit und Bildrechte: Jeff Dai (TWAN)

Beschreibung: Eine Nova im Schützen ist hell genug für den Blick mit Fernglas. Die Sternexplosion wurde letzten Monat entdeckt und erreichte letzte Woche sogar die Grenze zur Sichtbarkeit mit bloßem Auge. Eine klassische Nova entsteht durch eine thermonukleare Explosion auf der Oberfläche eines weißen Zwergsterns – ein dichter Stern, der so groß ist wie unsere Erde, aber die Masse unserer Sonne besitzt.

Auf diesem Bild wurde die Nova letzte Woche über dem antiken Wat Mahathat in Sukhothai, Thailand fotografiert. Um die Nova Sagittarius 2016 selbst zu sehen, gehen Sie einfach nach Sonnenuntergang hinaus und suchen Sie das Sternbild Schütze (Sagittarius) am westlichen Horizont, das oft als kultige Teekanne gesehen wird. In der Nähe der Nova ist auch der sehr helle Planet Venus zu sehen. Warten Sie nicht zu lange, weil die Nova verblasst und außerdem dieser Teil des Himmels immer früher untergeht.

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Supernova und Cepheiden der Spiralgalaxie UGC 9391

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Bildcredit: NASA, ESA und A. Riess (STScI/JHU) et al.

Beschreibung: Was kann diese Galaxie uns über die Wachstumsrate des Universums sagen? Vielleicht eine Menge, weil UGC 9391 – hier gezeigt – nicht nur veränderliche Sterne vom Typ der Cepheiden (rote Kreise) enthält, sondern auch eine aktuelle Typ-Ia-Supernova (blaues X).

Beide Objektarten haben eine Standardhelligkeit; die Cepheiden sind meist relativ nahe, während Supernovae viel weiter entfernt zu beobachten sind. Daher ist diese Spirale bedeutsam, weil sie eine Kalibrierung zwischen den nahen und fernen Teilen unseres Universums ermöglicht. Unverhofft stützte eine aktuelle Untersuchung neuer Hubbledaten von UGC 9391 und mehreren ähnlichen Galaxien frühere Hinweise, dass Cepheiden und Supernovae mit dem Universum etwas schneller expandieren, als aufgrund von Expansionsmessungen im frühen Universum erwartet wurde. Angesichts vieler Erfolge des kosmologischen Standardmodells, welches die Entwicklung des frühen Universums beschreibt, suchen Astrophysiker nun eifrig nach möglichen Gründen für diese Diskrepanz.

Mögliche Erklärungen reichen von Sensationen, etwa der Einbeziehung ungewöhnlicher kosmologischer Bestandteile wie Phantomenergie und Dunkler Strahlung, bis zu banalen, etwa statistischen Zufällen und unterschätzten Quellen systematischer Irrtümer. Zahlreiche künftige Beobachtungen sind geplant, um das Rätsel zu lösen.

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Das Spektrum der Nova Delphini

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Bildcredit und Bildrechte: Jürg Alean

Beschreibung: Als Ende letzter Woche im Sternbild Delfin ein neuer Stern auftauchte, verriet den Astronomen sein Spektrum die wahre Natur der Erscheinung. Sie ist nun als Nova Delphini bekannt, und ihr Spektrum im sichtbaren Licht nahe der maximalen Helligkeit befindet sich in der Bildmitte des benachbarten Sternfeldes, das in der Nacht vom 16. auf 17. August mit Prisma und Teleskop an der Sternwarte Bülach in der Schweiz fotografiert wurde. Starke Absorptionslinien von Wasserstoffatomen sind die dunkelsten Bänder im Spektrum der Nova, doch die starken Absorptionslinien sind an ihrem roten Ende von hellen Emissionsbändern abgegrenzt. Dieses Muster ist die spektrale Signatur von Materie, die von einem kataklystischen Doppelsternsystem, bekannt als klassische Nova, ausgestoßen wurde. Die anderen Sterne im Sichtfeld sind blasser und sind mit ihrer Hipparcos-Katalognummer, ihrer Helligkeit in Größenklasse und ihrer Spektralklasse gekennzeichnet. Zufällig ist unten rechts auch die blasse Emissionslinie des planetarischen Nebels NGC 6905 angedeutet.

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Nova Delphini 2013

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Bildcredit und Bildrechte: Jimmy Westlake (Colorado Mountain College)

Beschreibung: Als der japanische Amateurastronom Koichi Itagaki am 14. August mit einem kleinen Teleskop den Himmel absuchte, entdeckte er einen „neuen“ Stern innerhalb der Grenzen des Sternbildes Delfin. Auf dieser Himmelsansicht, die am 15. August in Stagecoach (Colorado) fotografiert wurde, ist sie markiert und wird nun als Nova Delphini 2013 bezeichnet. Sagitta, der Pfeil, weist den Weg zur Position des Neulings, der hoch am Abendhimmel in der Nähe des hellen Sterns Altair steht, in einer Sterngruppe, die unter Himmelsfreunden auf der Nordhalbkugel als Sommerdreieck bekannt ist. Die Nova sollte mit einem Fernglas gut sichtbar sein und ist bei dunklem Himmel fast mit bloßem Auge erkennbar. Frühere detailreiche Himmelskarten zeigen an der Position der Nova Delphini einen viel blasseren Stern (etwa 17. Größenklasse), was bedeutet, dass die scheinbare Helligkeit dieses Sterns plötzlich um mehr als das 25.000-Fache anstieg. Wie kommt es zu solch einer katastrophalen Veränderung eines Sterns? Das Spektrum der Nova Delphini lässt auf eine klassische Nova schließen – ein wechselwirkendes Doppelsternsystem, wobei einer der Sterne ein dichter, heißer Weißer Zwerg ist. Materie eines kühlen, riesigen Begleitsterns fällt auf die Oberfläche des Weißen Zwergs und vergrößert ihn, bis ein thermonukleares Ereignis ausgelöst wird. Die drastische Helligkeitszunahme und eine sich ausdehnende Hülle aus abgestoßener Materie sind das Ergebnis – doch die Sterne werden nicht zerstört! Klassische Novae wiederholen sich vermutlich, wenn der Materiefluss zum Weißen Zwerg erneut auftritt und einen weiteren Ausbruch verursacht.

Galerie: Nova Delphini 2013
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Der Fall des fehlenden Supernovabegleiters

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

Beschreibung: Wo ist der andere Stern? Im Zentrum dieses Supernovaüberrestes sollte sich der Begleiter des explodierten Sterns befinden. Diesen Stern zu entdecken ist wichtig, um zu verstehen, wie Typ-Ia-Supernovae explodieren, was zu einem besseren Verständnis führen könnte, warum die Helligkeit so einer Explosionen so vorhersagbar ist, was wiederum der Schlüssel zur Kalibrierung der gesamten Natur des Universums ist.

Die Schwierigkeit dabei war, dass sogar bei sorgfältiger Untersuchung des Zentrums von SNR 0509-67.5 kein Stern gefunden wurde. Das lässt den Schluss zu, dass der Begleiter sehr schwach leuchtet – viel schwächer als viele Arten der hellen Riesensterne, die frühere Kandidaten waren. Eine mögliche Schlussfolgerung ist, dass der Begleitstern ein blasser, weißer Zwerg sein müsste, ähnlich dem Stern, der explodierte, aber viel massereicher als dieser.

SNR 0509-67.5 ist oben sowohl im sichtbaren Licht – vom Weltraumteleskop Hubble rot leuchtend fotografiert – als auch im Röntgenlicht in Falschfarbengrün dargestellt, fotografiert mit dem Röntgenobservatorium Chandra. Wenn Sie den Mauspfeil über das Bild schieben, wird die für den fehlenden Begleitstern erforderliche Zentralregion hervorgehoben.

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