von DIRK EIDEMÜLLER
Schon 1980 proklamierte der japanische Astrophysiker Ken’ichi Nomoto einen ungewöhnlichen Typ von Sternentod. Neben den bekannten Explosionsarten von Supernovae bei massereichen Sternen und bei leichten Weißen Zwergen sollte es nach den Berechnungen von Nomoto und seiner Kollegen im Grenzbereich mittelschwerer Sterne einen anderen Explosionsmechanismus geben. Ein internationales Forscherteam hat nun – nach umfangreichen Analysen und weiteren Beobachtungen – bei einer im März 2018 aufgeflammten Supernova alle Anzeichen dafür gefunden, dass sie zu diesem Typ gehört.
Diese SN 2018zd genannte Sternexplosion ereignete sich in nur 31 Millionen Lichtjahren Entfernung und ließ sich gut erforschen. Eine internationale Gruppe von Astronomen nahm die Supernova nicht nur mit dem Las-Cumbres-Observatorium ins Visier – einem weltumspannenden Netzwerk kleiner und mittelgroßer Teleskope, mit dem sich rund um die Uhr Objekte automatisch beobachten lassen. Sie nutzten auch die beiden großen Zehn-Meter-Teleskope am Keck-Observatorium auf Hawaii.
Wie bei einem Detektivspiel konnten die Astronomen durch monatelange Beobachtung der Explosionshelligkeit sowie durch die Spektralanalyse der freigesetzten Elemente andere Szenarien ausschließen. „Der Nachweis dieses Supernova-Typs ermöglicht ein besseres Verständnis anderer astrophysikalischer Probleme, etwa welche Masse Neutronensterne typischerweise besitzen und wie sich die Elemente im Kosmos verteilen“, sagt Daichi Hiramatsu von der University of California in Santa Barbara. Der Student ist Erstautor der nun in Nature Astronomy veröffentlichten Studie und hat die Daten hauptsächlich analysiert.
Wenn Sterne ihr Brennmaterial verfeuert haben, fallen sie irgendwann in sich zusammen. Je nachdem, wie schwer sie sind, nimmt ihr Schicksal dann unterschiedliche Wege. Leichte und mittelschwere Sterne wie unsere Sonne blähen sich am Ende ihrer Lebenszeit noch einmal zu Roten Riesen auf und sacken dann zu Weißen Zwergen zusammen, die über Jahrmillionen auskühlen und immer dunkler werden.
Standardkerzen für die Entfernung
Weiße Zwerge sind zwar sehr viel kleiner als die Sterne, von denen sie abstammen. Aber sie haben eine gewisse Minimalgröße. Diese kommt dadurch zustande, dass die Elektronen der Atome im Innern dieser Sternenleichen der enormen Gravitationskraft widerstehen. Quantenphysikalische Gesetze geben die Grenze vor, wie weit Elektronen zusammengepresst werden können: Es entsteht ein Gegendruck, der die Weißen Zwerge stabilisiert.
Wenn ein solcher Weißer Zwerg nun Materie von einem Nachbarstern abzieht, kann bei Überschreitung einer bestimmten Massengrenze eine plötzliche Fusionsreaktion einsetzen, die einen Großteil des Sterns erfasst und diesen rückstandslos zerreißt. Diese sogenannten thermonuklearen Supernovae haben eine bestimmte Helligkeit und dienen deshalb als Standardkerzen zur Entfernungsbestimmung im Weltraum.
