Sehen Sie ein beispielloses Bild eines Sterns, der zweimal explodierte

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Redaktion der Website für technologische Innovationen - 07.03.2025

Dies ist der erste Beobachtungsnachweis einer Doppelexplosion am Ursprung einer Supernova. Das blaue Kalzium erscheint in zwei konzentrischen Schichten, was darauf hindeutet, dass der nun erloschene Stern zwei Explosionen erlebte. [Bild: ESO/P. Das et al./Unten: Hubble/K. Noll et al.]

Wie explodieren Sterne?

Zum ersten Mal haben Astronomen visuelle Beweise dafür erhalten, dass ein Stern durch eine zweifache Explosion sein Ende fand.

Durch die Untersuchung der Überreste der Supernova SNR 0509-67.5 mit dem VLT-Teleskop in Chile haben Wissenschaftler Muster entdeckt, die bestätigen, dass der ursprüngliche Stern vor einigen hundert Jahren zwei Explosionen erlebte.

Die meisten Supernovas entstehen durch den explosiven Tod massereicher Sterne. Es gibt jedoch auch Supernovas, die von kleineren Sternen ausgehen. Beispielsweise können Weiße Zwerge – die kleinen inaktiven Kerne, die übrig bleiben, nachdem Sterne wie unsere Sonne ihren gesamten Brennstoff verbrannt haben – eine Supernova vom Typ Ia auslösen, wie Astronomen es nennen.

„Explosionen Weißer Zwerge spielen eine entscheidende Rolle in der Astronomie“, sagte Priyam Das von der University of New South Wales in Australien, der die Studie der Supernova SNR 0509-67.5 leitete. „Ein Großteil unseres Wissens über die Ausdehnung des Universums basiert auf Supernovas vom Typ Ia, die zugleich die Hauptquelle für Eisen auf unserem Planeten sind, einschließlich des Eisens in unserem Blut. Trotz ihrer Bedeutung bleibt das seit langem bestehende Rätsel um den genauen Mechanismus, der ihre Explosion auslöst, ungeklärt.“

Alle Modelle zur Erklärung von Supernovas vom Typ Ia sehen einen Weißen Zwerg als einen der Bestandteile eines Doppelsternpaares vor, das sich gegenseitig umkreist. Befindet er sich nahe genug am anderen Stern, kann der Weiße Zwerg ihm Material entziehen. Der am weitesten verbreiteten Theorie zufolge würde der Weiße Zwerg Materie von seinem Begleiter ansammeln, bis er eine kritische Masse erreicht und dann eine einzelne Explosion erleiden würde.

Neuere Studien legen jedoch nahe, dass zumindest einige Supernovae vom Typ Ia besser durch eine Doppelexplosion erklärt werden können, die stattfindet, bevor der Stern diese kritische Masse erreicht. Dieses neu aufgenommene Bild beweist dies.

• Wie explodieren Explosionen?

Diese künstlerische Darstellung zeigt den Supernova-Überrest SNR 0509-67.5. Beobachtungen zeigen, dass es sich um die expandierenden Überreste eines Sterns handelt, der vor Hunderten von Jahren bei einer Doppeldetonation starb. [Bild: ESO/M. Kornmesser]

Stern, der zweimal explodierte

Dieses neue Bild beweist, dass zumindest einige Supernovae vom Typ Ia durch einen doppelten Detonationsmechanismus explodieren. In diesem alternativen Modell häuft der Weiße Zwerg eine Heliumhülle um sich an, die er seinem Begleiter entzogen hat. Diese kann instabil werden und sich entzünden. Die erste Explosion erzeugt eine Schockwelle, die den Weißen Zwerg umkreist und in ihn hineinreicht. Sie löst eine zweite Detonation im Kern des Sterns aus, woraufhin die Supernova entsteht.

Kürzlich haben Astronomen theoretisch vorhergesagt, dass eine Doppeldetonation in einem Weißen Zwerg ein charakteristisches Muster, einen Fingerabdruck, im noch leuchtenden Supernova-Überrest erzeugen würde, der noch lange nach der ersten Explosion sichtbar wäre. Die Theorie legt nahe, dass der Überrest einer solchen Supernova zwei separate Kalziumschalen enthalten würde.

Und genau diese Strukturen wurden in den Supernova-Überresten gefunden, „ein klarer Hinweis darauf, dass Weiße Zwerge explodieren können, lange bevor sie die berühmte Chandrasekhar-Massengrenze erreichen, und dass der Mechanismus der ‚Doppeldetonation‘ in der Natur tatsächlich vorkommt“, sagte Ivo Seitenzahl vom Institut für Theoretische Studien in Heidelberg.

Mithilfe des Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-Instruments am VLT entdeckte das Team im Überrest der Supernova SNR 0509-67.5 Schichten aus Kalzium, dem Element, das für die blaue Farbe im Bild verantwortlich ist. Dies ist ein klarer Beweis dafür, dass eine Supernova vom Typ Ia auftreten kann, bevor ihr weißer Zwerg-Vorläufer die kritische Masse erreicht.

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