Typischerweise gibt es zwei Hauptauslöser für die Explosion eines Sterns: Bei einer Kernkollaps-Supernova hat ein massereicher Stern von mehr als zehn Sonnenmassen seinen Fusionsbrennstoff weitgehend verbraucht. Dadurch lässt die Kernfusion nach und es entsteht nicht mehr genug nach außen gerichteter Strahlungsdruck, um die Schwerkraftwirkung des Sternenmaterials auszugleichen. Als Folge kollabiert der Sternenkern und es kommt zur Explosion. Die zweite Art, eine thermonukleare Supernova vom Typ Ia, ereignet sich in Doppelsternsystemen. Wenn dort ein masseärmerer Stern von bis zu acht Sonnenmassen zu einem Weißen Zwerg wird, saugt er oft Material von seinem Begleiter ab. Überschreitet er dabei eine Massengrenze, kommt es zur Explosion. Doch was passiert mit Sternen, die zwischen acht und zehn Sonnenmassen schwer sind?
Kollaps durch Elektroneneinfang
Eine Theorie zum Ende solcher mittelschweren Sterne haben vor rund 40 Jahren Kenichi Nomoto von der Universität Tokio und andere formuliert. Demnach blähen sich diese Sterne zunächst zu Riesen auf, während in ihrem Kern die Kernfusion Atome so weit verschmilzt, bis ein Großteil des Kerns aus Sauerstoff, Neon und Magnesium besteht. Dann jedoch stoppt die Fusion, weil der Druck im Kern nicht ausreicht, um den nächsten Schritt, die Fusion zu Eisenatomen, anzustoßen. Als Folge lässt der Strahlungsdruck nach und die Gravitation komprimiert die Atome im Kern so stark, dass Elektronen in die Atomkerne gedrückt werden. Dieser als Elektroneneinfang bezeichnete Prozess führt dazu, dass der Kern instabil wird und in einer Supernova explodiert. So weit die Theorie. Bisher jedoch ist es nicht gelungen, die Existenz dieses Supernova-Typs anhand astronomischer Beobachtungen eindeutig zu beweisen. “Es konnte keine Supernovae als durch Elektroneneinfang verursacht identifiziert werden – auch weil die theoretischen Vorhersagen teils unklar waren”, berichten Daichi Hiramatsu vom Las Cumbres Observatorium in Kalifornien.
Jetzt jedoch könnte es erstmals gelungen sein, eine Elektroneneinfang-Supernova aufzuspüren. Die Sternexplosion wurde im März 2018 in einer 31 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie beobachtet und in den folgenden zwei Jahren mit verschiedenen Teleskopen auf der Erde und im Orbit weiterverfolgt. “Wir haben dadurch einen wirklich ausgezeichneten, vollständigen Datensatz, der vom Ausstrahlen bis zum Verblassen reicht”, erklärt Co-Autorin Azalee Bostroem von der University of California in Davis. Zusätzlich gelang es dem Astronomenteam, durch Vergleiche mit älteren Aufnahmen der Weltraumteleskope Hubble und Spitzer Aufnahmen des Vorgängersterns zu finden. Diese legen nahe, dass es sich bei dem Vorgängerstern tatsächlich um einen sogenannten Super-AGB-Stern handelt – einen Roten Riesen mit untypischem Sauerstoff-Neon-Kern.
