Düstere Supernova erhellt Gammablitze

Ungewöhnliche Sternexplosion könnte ein Rätsel um kosmische Strahlungsausbrüche lösen

Sterne mit mehr als acht Sonnenmassen enden gewöhnlich in gewaltigen Explosionen: als Supernovae, die in kurzer Zeit mehr Energie freisetzen als die Sonne während ihrer gesamten Lebensspanne von zehn Milliarden Jahren; dabei strahlen sie so hell wie Milliarden von Sternen. Es geht aber auch weniger spektakulär. "Düstere" Supernovae sind 100-mal energieärmer und sehr viel lichtschwächer. Jetzt haben Forscher der Queen’s-Universität in Belfast, des Italienischen Nationalinstituts für Astrophysik und des Max-Planck-Instituts für Astrophysik zum ersten Mal eine solche Supernova entdeckt, deren Spektrum obendrein keinerlei Spuren von Wasserstoff aufweist - und damit möglicherweise das Rätsel um bestimmte kosmische Gammablitze gelöst.

Abb.: Als Prototyp einer neuen Supernova-Art hat sich SN 2008ha (Pfeil) entpuppt. Die Sternexplosion fand in einer 67 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie statt. Das Foto entstand am 2,2-Meter-Teleskop der Max-Planck-Gesellschaft auf dem Calar Alto. Bild: Stefan Taubenberger

Das Fehlen von Wasserstoff in SN 2008ha, so die Bezeichnung der 67 Millionen Lichtjahre entfernten Supernova, ist für die Astronomen interessant. Der Befund deutet darauf hin, dass der Stern seine äußeren wasserstoffreichen Schichten schon vor der Explosion vollständig verloren hat. Dafür gibt es zwei Erklärungen: die Wechselwirkung mit einem Partnerstern oder starke stellare Winde, welche die Hülle des Vorläufersterns ins All geblasen haben.

Im zweiten Szenario, das nur für massereiche Sterne in Frage kommt, hätte sich der kollabierte Kern des Sterns in ein schwarzes Loch verwandelt. Dieses wiederum hätte den größten Teil jener radioaktiven Materie verschluckt, die im Zuge einer Supernova synthetisiert wird. In der Tat fanden die Forscher in der Explosionswolke nur wenig radioaktives Material.

Sollte dieses Modell zutreffen, ist SN 2008ha besonders wichtig für das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Supernovae und einer Gruppe von langen - etliche Sekunden andauernden - kosmischen Gammablitzen: Seit mehr als einem Jahrzehnt vermuten die Astronomen nämlich, dass solche Ausbrüche bei sehr starken Supernova-Explosionen entstehen. Allerdings haben Wissenschaftler in den vergangenen Jahren zwei lange Gammablitze registriert, die scheinbar nicht von derart gewaltigen stellaren Explosionen begleitet waren und eine Verbindung zu düsteren Supernovae nahelegten.

Das Problem: Bisher waren nur wasserstoffreiche düstere Supernovae bekannt - die jedoch als Kandidaten ausschieden, da ihre ausgedehnten Wasserstoffhüllen die Bildung von Gammablitzen verhindern würden. "Die Existenz von wasserstoffarmen düsteren Supernovae wie SN 2008ha könnte das Rätsel jetzt lösen", sagt Stefan Taubenberger, Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching bei München und Co-Autor des Artikels in der Zeitschrift Nature.

Max-Planck-Gesellschaft


Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  Stefano Valenti, Andrea Pastorello, Enrico Cappellaro, Stefano Benetti, Paolo Mazzali, Jose Manteca, Stefan Taubenberger, Nancy Elias-Rosa, Rafael Ferrando, Avet Harutyunyan, Veli-Pekka Hentunen, Markku Nissinen, Elena Pian, Massimo Turatto, Luca Zampieri, Stephen J. Smartt: A low energy core-collapse supernova without a hydrogen envelope. Nature 459, 674-677 (2009)
  http://dx.doi.org/10.1038/nature08023
  
• Max-Planck-Institut für Astrophysik:
  http://www.mpg.de/instituteProjekteEinrichtungen/institutsauswahl/astrophysik/index.html

AL