Staubige Supernova
Explodierende Sterne produzieren Staub in ihrer Umgebung – und die Staubkörner sind größer als bislang angenommen.
Astronomen haben erstmals die Bildung von Sternenstaub in der Umgebung einer Supernova in Echtzeit verfolgt. Die Staubkörner entstehen, wie die Beobachtungen zeigen, in einem zweistufigen Prozess, der kurz nach der Explosion beginnt, aber noch Jahre lang andauert. Die Gruppe nutzte das Very Large Telescope (VLT) der ESO im Norden Chiles, um das langsam schwindende Licht der Supernova SN2010jl zu analysieren.
Abb.: Im Jahr 2010 leuchtete in der 160 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie UGC 5189A ein explodierender Stern auf. (Bild: ESO)
Der Ursprung kosmischen Staubs in Galaxien ist immer noch ein Rätsel. Zwar könnten Supernovae insbesondere im frühen Universum die Hauptquelle von Staub sein. Aber es ist immer noch unklar, wie und wo die Staubkörner kondensieren und wachsen. Außerdem ist ungewiss, wie sie in der rauen Umgebung einer Galaxie mit aktiver Sternentstehung der Zerstörung entgehen.
Das Team um Christa Gall von der Universität Aarhus in Dänemark beobachtete die Supernova 2010jl in der kleinen Galaxie UGC 5189A neun Mal in den Monaten nach der Explosion und ein zehntes Mal zweieinhalb Jahre nach der Explosion im sichtbaren und infraroten Spektralbereich mit dem Spektrografen X-Shooter am VLT. „Indem wir die Daten der frühen neun Beobachtungen kombinierten, konnten wir die erste Messung der Absorption verschiedener Wellenlängen im Staub um eine Supernova machen“, erklärt Gall. „Dadurch konnten wir mehr über diesen Staub herausfinden, als uns bisher möglich war.“
Wie die Messungen der Gruppe zeigen, beginnt die Staubbildung bereits kurz nach der Explosion und setzt sich über einen langen Zeitraum fort. Zudem sind die Staubkörner, die sich schnell im dichten Material um den Stern bilden, größer als ein tausendstel Millimeter. Obwohl sie damit für menschliche Verhältnisse immer noch winzig sind, sind sie für kosmische Staubteilchen überraschend groß. Das wiederum macht sie resistent gegen destruktive Prozesse. Bislang war offen, wie die Staubkörner die brutale und zerstörerische Umgebung in den Überresten von Supernovae überstehen konnten. Die neuen Ergebnisse haben diese Frage jetzt beantwortet - die Körner sind größer als erwartet.
„Unser Nachweis großer Staubkörner kurz nach der Supernovaexplosion bedeutet, dass es einen schnellen und effizienten Weg geben muss, sie zu bilden“, ergänzt Jens Hjorth vom Niels Bohr Institut der Universität Kopenhagen in Dänemark, einer der Koautoren der Studie, und fügt hinzu: „Wir verstehen noch nicht genau wie das eigentlich passiert.“ Aber die Astronomen glauben zu wissen, wo sich der Staub gebildet haben muss, nämlich im Material, das der Stern in die Umgebung abgestoßen hatte, noch bevor er explodierte. Als die Schockwelle der Supernova expandierte, schuf sie eine kühle und dichte Hülle aus Gas. Genau die Art von Umgebung, in der Staubkörner kondensieren und wachsen könnten.
Erst in einem zweiten Schritt, einige hundert Tage nach der Explosion, setzt ein beschleunigter Prozess der Staubbildung ein, an dem von der Supernova ausgestoßenes Material beteiligt ist. Wenn die Staubproduktion in SN2010jl weiterhin dem beobachteten Trend folgt, wird die gesamte Staubmasse 25 Jahre nach der Supernova ungefähr der halben Masse der Sonne entsprechen, ähnlich den Staubmassen, die in anderen Supernovae beobachtet wurden.
ESO / RK
