Das letzte Aufflackern eines sterbenden Sterns
Astronomen beobachten extremen Massenverlust eines massereichen Sterns – 37 Tage vor seiner Explosion als Supernova.
Sterne mit mehr als der acht- bis zehnfachen Masse unserer Sonne vergehen als Supernova: Während ihr Inneres zu einem Neutronenstern oder Schwarzen Loch kollabiert, werden die Außenschichten explosiv ins All hinaus geschleudert. Diese Sternexplosionen sind über Milliarden von Lichtjahren hinweg zu sehen, sie spielen daher eine wichtige Rolle in der Astronomie. Doch welche Prozesse unmittelbar vor dem Ende im Inneren eines Sterns genau ablaufen, ist bislang unklar.
Beobachtungen eines internationalen Forscherteams um Eran Ofek vom Weizmann-Institut für Wissenschaften im israelischen Rehovot liefern nun einen kleinen Einblick in die letzte Phase des Lebens eines massereichen Sterns. Am 20. August 2010 registrierten die Detektoren der Palomar Transient Factory, eines automatischen Teleskops, den Ausbruch der Supernova 2010mc. Mit einer Rotverschiebung von 0,035 fand die Explosion in einer Entfernung von etwa 470 Millionen Lichtjahren statt.
Abb.: Das Schema des Modells für die Supernova 2010mc zeigt bei Tag Null (a) eine innere Schale (violett), die der Stern etwa einen Monat vor der Explosion abgestoßen hat. Weiter außen liegt eine zweite, ältere Schale (orange), die sich mit weit geringerer Geschwindigkeit entfernt. An Tag 5 (b) ionisiert die schnelle Supernovastoßfront (graue Linie) die Hüllen. Zwei Wochen später (c) hat die Schockfront die innere Schale vereinnahmt und die breitlinige Wasserstoff-Emission verschwindet aus dem Spektrum. Bild: Ofek et al. / NPG)
Ofek und seine Kollegen betreiben an der Palomar Transient Factory ein spezielles Projekt: Sie suchen in den aufgezeichneten Daten nach Helligkeitsausbrüchen bei den Vorgängersternen von Supernovae. Bei SN 2010mc wurden die Forscher fündig: Die Lichtkurve zeigt einen Ausbruch 37 Tage vor der Sternexplosion. Aus den photometrischen und spektroskopischen Daten folgern Ofek und sein Team, dass der Stern bei dem Ausbruch rund ein Hundertstel Sonnenmassen an Materie mit einer typischen Geschwindigkeit von 2000 Kilometern pro Sekunde ins All ausgestoßen hat.
„Die zeitliche Nähe dieses Massenverlusts und der Supernova-Explosion impliziert einen ursächlichen Zusammenhang zwischen beiden Ereignissen“, schreiben Ofek und seine Kollegen. Die Wissenschaftler verglichen ihre Beobachtungen mit unterschiedlichen theoretischen Modellen. Ihrer Ansicht nach deutet der extreme Massenverlust auf hydrodynamische Instabilitäten während der letzten Phase der Kernfusion im Inneren des Sterns hin. Modelle, die solche Instabilitäten nicht vorhersagen, müssten daher verworfen werden.
In einem Kommentar zu den Beobachtungen und ihrer Interpretation betont Alexander Heger von der Monash University in Australien, dass weitere theoretische Arbeiten nötig seien, um die Prozesse zu verstehen, die zu diesen Ausbrüchen führen. Außerdem weist er darauf hin, massereiche Sterne neigten in ihrem Endstadium ohnehin zu Eruptionen, die nicht kausal mit den finalen Fusionsstadien zusammenhängen: „Wie soll man diese unterschiedlichen Arten von Ereignissen vor der Beobachtung der Supernova auseinanderhalten?“
Rainer Kayser
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