Im Orionnebel, der nach astronomischen Maßstäben zu unserer kosmischen Nachbarschaft gehört, ist möglicherweise vor etwa 500 Jahren eine Supernova explodiert und keiner hats gemerkt. Doch Prof. Wolfgang Kundt von der Universität Bonn arbeitete bereits vor über zehn Jahren daran, die Supernova anhand einer detaillierten Indizienkette zu überführen. Eine neue Entdeckung erhärtet jetzt seine These weiter. “Meine Kollegin Laura Gomez hat am vermuteten Explosionsort drei Sterne entdeckt, die auseinanderstieben wahrscheinlich die ehemaligen Kumpane des explodierten Sterns”, erläutert Kundt.
Supernovae sind explodierende Sterne, deren Leuchtkraft für kurze Zeit um das Zehntausendfache ansteigt und dann über einen Zeitraum von einigen Jahren wieder abnimmt. Sterne mit mehr als dem Fünffachen der Sonnenmasse explodieren als Supernova, wenn die Kernfusion in ihrem Innern endgültig zum Erliegen kommt. “Die heute oft genannte untere Grenze vom Achtfachen der Sonnenmasse passt nicht zur hohen Zahl der bekannten Neutronensterne, die als Endprodukt einer Supernova-Explosion übrigbleiben”, erklärt Kundt. Das von der Supernova mit hoher Geschwindigkeit abgestoßene Material, das als “Supernova-Überrest” bezeichnet wird, kann durch seine Wechselwirkung mit dem interstellaren Gas noch Jahrtausende für Leuchterscheinungen sorgen.
In einer Galaxie wie unserer Milchstraße erwartet man pro Jahrtausend um die hundert Supernova-Explosionen. Während Beobachtungen an anderen Galaxien diesen Durchschnittswert zu bestätigen scheinen, wurden in unserer eigenen in den vergangenen tausend Jahren bisher nur sechs Supernovae beobachtet. Eine Erklärung für diese Diskrepanz ist naheliegend: Die Milchstraße ist eine Scheibe, die viele Gas- und Staubwolken enthält. Da unser eigenes Sonnensystem inmitten dieser Scheibe liegt, wird uns durch diese Wolken der Blick auf viele Supernova-Explosionen verstellt. “Wir überblicken weniger als zehn Prozent des Volumens der Milchstraße”, ergänzt Kundt.
Kundt hatte zusammen mit seiner Kollegin Aylin Yar bereits vor über zehn Jahren im Orionnebel Indizien gefunden, die ihn vermuten ließen, dass innerhalb dieses Nebels vor nicht allzu langer Zeit eine bisher unentdeckte Supernova explodiert ist, die von der Erde aus nicht beobachtet werden konnte. Der Orionnebel ist etwa 1.300 Lichtjahre oder 13 Billiarden Kilometer von der Erde entfernt und gehört damit noch zu unserer direkten Nachbarschaft in der Milchstraße. Zum Größenvergleich: Für die Milchstraße wird oft ein Durchmesser von 1.000 Billiarden (oder einer Trillion) Kilometern angegeben. “Dabei werden mehrere, jahrzehntealte Entdeckungen ferner Sterne ignoriert, die bis zu 2 Trillionen Kilometer vom Zentrum hinausreichen”, erklärt Kundt. “Folglich ist der Durchmesser der Milchstraße mindestens 4 Trillionen Kilometer.”
Der Orionnebel ist der uns nächstgelegene “Sternenkindergarten”. Etwa 700 Sternenbabys in verschiedenen Entwicklungsstadien hat man dort inzwischen gefunden. Entsprechend turbulent geht es im Orionnebel zu und entsprechend vielschichtig sind die Strukturen, die man dort beobachtet. Der Orionnebel ist nur ein Teil einer Hohlkugel mit einem Durchmesser von etwa 200 Billionen Kilometern. Im Nordosten ist das Innere dieser Kugel stärker beleuchtet als der Rest. “Eine offensichtliche Lampe sind die Trapez-Sterne“, erklärt Kundt. “Aber sind sie die einzige Lampen? Die unter vielen verschiedenen Frequenzen beobachteten Strukturen sprechen dagegen. Eine Supernova würde die Beobachtungen erklären.” Die vier Trapez-Sterne sind die hellsten Objekte in einem dicht gepackten Sternenhaufen im Zentrum des Orionnebels. Sie sind selbst keine Einzelsterne, sondern Doppel- bis Vierfachsternsysteme.
Im Rand der Orion-Hohlkugel befindet sich auch die starke Infrarotquelle IRc2. Von derselben Stelle aus wird mit Überschallgeschwindigkeit ein starker Materiewind abgeblasen. Einige Forscher halten IRc2 deshalb für einen Protostern, also für ein sich in der Entwicklung befindendes Sternenbaby. Protosterne blasen für gewöhnlich einen massiven protostellaren Wind ab. Kundt erläutert: “Jeder Stern bläst einen Wind von seiner Oberfläche. Es handelt sich sozusagen um einen rotierenden Kochtopf. Massiv bedeutet, dass die Stärke weit über der des Sonnenwindes liegt.”
Kundt und Yar erinnern die um IRc2 sichtbaren Strukturen jedoch eher an einen Supernova-Überrest als an einen protostellaren Wind. Es gibt hier einige fingerförmige Materiestrukturen, die sich offenbar von einem gemeinsamen Zentrum, nämlich IRc2, wegbewegen. Im Jahr 1981 hatte ein Team um Reinhard Genzel, der heute Professor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching ist, die Geschwindigkeiten dieser Wolkenstrukturen ermittelt. Aufgrund von Genzels Arbeit kamen Kundt und Yar 1997 zu dem Schluss, dass diese Wolken vor etwa 300 Jahren von einer gemeinsamen Quelle ausgestoßen wurden. “Unserer Überzeugung nach handelte es sich dabei um eine Supernova und die Wolkenstrukturen sind Plasmaklumpen aus ihrer auseinandergesprengten Atmosphäre”, betont Kundt.
Auftrieb bekommt Kundts Theorie jetzt von dem Ergebnis einer Gruppe um Laura Gomez von der Universität Mexiko. Die Astronomen haben die Positionen und Geschwindigkeiten von 35 Radioquellen in der Trapez-Region exakt vermessen und dabei drei Sterne entdeckt, die sich von dem von Kundt vermuteten Ort der Supernova-Explosion wegbewegen. Als Erklärung favorisiert das Team um Gomez, dass diese drei Sterne zu einem größeren Sternenverbund gehörten, dessen Einzelsterne durch ihre Gravitation locker aneinander gebunden waren. Durch eine gravitative Störung, beispielsweise einer Annäherung zweier oder mehrerer dieser Sterne, wurden die drei Sterne aus ihrem Verbund herauskatapultiert.
Allerdings hält auch das mexikanische Team eine Explosion als Ursache für das Auseinanderstieben der Sterne für möglich. Mit den derzeitigen Geschwindigkeiten der drei Sterne kommen Gomez und ihre Kollegen zu dem Schluss, dass das Ereignis, das zur Abtrennung dieser Sterne führte, vor etwa 500 Jahren geschah. Aufgrund dieses neuen Ergebnisses hat Kundt sich seine Arbeit von 1997 jetzt noch einmal angeschaut: “Ich habe damals die Darstellung von Genzels Ergebnissen missinterpretiert. Nach nochmaliger Inspektion seiner Arbeit finde auch ich jetzt 500 Jahre als den besten Schätzwert für das Alter der expandierenden Wolken. Diese Übereinstimmung mit Gomez erhärtet meine Überzeugung, dass die gemeinsame Ursache für die auseinanderstiebenden Sterne und die expandierenden Wolken eine Supernova war.”
Derweil haben amerikanische Wissenschaftler in der Nähe des Zentrums unserer Milchstraße den Überrest einer Supernova entdeckt, die vor etwa 140 Jahren explodiert ist (wissenschaft.de berichtete).
Wolfgang Kundt, Aylin Yar: Fireworks in Orion, Astrophysics and Space Science 254, 1-12 (1997) L. Gomez, L. Rodriguez, L: Loinard, S. Lizano: Dynamical Decay of a Massive Multiple System in Orion KL, The Astrophysical Journal 635, 1166-1172 (2005) R. Genzel, M. J. Reid, J. M. Moran, D. Downes: Proper Motions and Distances of H2O Maser Sources. I. The Outflow in Orion-KL, The Astrophysical Journal 244, 884-902 (1981) Axel Tillemans
