In den letzten gut 20 Jahren haben Astronomen schon mehrere Supernovae entdeckt, die nicht ins übliche Schema passen. Denn diese superleuchtkräftigen Sternexplosionen (SLSNe-I) sind zehn- bis hundertmal heller als gewöhnlich und ihre Leuchten hält deutlich länger an als bei normalen Sternexplosionen. Das legt nahe, dass diese zusätzliche Energie und Strahlung auf einen bisher nicht bekannten Prozess zurückgeht – aber welchen? Einer der Hypothesen nach könnte ein Magnetar hinter dem zusätzlichen Energieschub stecken – ein schnell rotierender Neutronenstern mit extrem starkem Magnetfeld. Dieses Magnetfeld dreht sich mit seinem Urheber und gibt dabei einen Teil seiner Energie in Form beschleunigter Teilchen ab. Wenn diese mit dem zuvor ausgeschleuderten Material der Sternexplosion kollidieren, könnte dies die Helligkeit der Supernova erhöhen und sie gleichzeitig auch länger leuchten lassen – so die Hypothese.
Buckel in der Lichtkurve
Allerdings passte ein Merkmal der superleuchtkräftigen Supernovae nicht in dieses Szenario: „Das Magnetar-Modell sagt einen schnellen Anstieg der Helligkeit voraus, gefolgt von einer sanften, monotonen Abnahme“, erklären Joseph Farah von der University of California in Santa Barbara und seine Kollegen. „In den meisten Lichtkurven dieser superleuchtkräftigen Supernovae sind Buckel oder Modulationen zu erkennen.“ Weil aber die bisherigen Beobachtungen nur maximal zwei dieser vorübergehenden Leuchtkraftverstärkungen im Nachleuchten der Explosionen aufzeichnen konnten, blieb unklar, was dahintersteckt. Doch Farah und seinem Team ist es nun erstmals gelungen, die Lichtkurve einer superleuchtkräftigen Supernova über mehr als 200 Tage hinweg zu verfolgen. Sie beobachteten die am 12. Dezember 2024 entdeckte Sternexplosion SN 2024afav mit dem robotischen Teleskopnetzwerk des Las Cumbres Observatory. Dieses besteht aus optischen Teleskopen auf nahezu allen Kontinenten, die von diesen weit auseinanderliegenden Standorten aus ein gemeinsames Ziel anvisieren können.
Durch diese Beobachtungen gelang es den Astronomen erstmals, gleich vier „Buckel“ in der Lichtkurve dieser superleuchtkräftigen Supernova – und einen möglichen fünften – aufzuzeichnen und genauer zu analysieren. Daraus ging hervor, dass die „Buckel“ in der Lichtkurve im Verlauf der Zeit schwächer werden, gleichzeitig verkürzen sich die Intervalle zwischen den Helligkeitsschüben in spezifischer Weise: Jedes Zeitintervall ist um rund 29 Prozent kürzer als sein Vorgänger, wie Farah und seine Kollegen ermittelten. Sie vergleichen diese sich verkürzende Frequenz der Helligkeitsschübe mit dem ansteigenden Ton eines Vogelzwitscherns, daher nutzen sie die Bezeichnung „Chirp“ für dieses zeitliche Muster. „Die einzigartig klaren und engmaschigen Daten des Las Cumbres Observatory ermöglichten es uns, künftige Helligkeitsschübe vorherzusagen und unsere Beobachtungskampagne entsprechend anzupassen“, sagt Farah. Die erstmals klar detektierte Abfolge ermöglichte es den Astronomen, mithilfe eines Modells nach der möglichen Ursache zu suchen – und dabei auch die Magnetar-Hypothese zu überprüfen.
