Massereiche Sterne verglühen nicht einfach – sie beenden ihre Existenz mit einem gewaltigen Paukenschlag: Wenn sie ihren Vorrat an Brennmaterial verbraucht haben, kollabieren sie unter ihrem eigenen Gewicht und explodieren – es kommt zu einer Kernkollaps-Supernova. Dabei wird der umgebende Weltraum mit gleißendem Licht geflutet: Eine Supernova kann kurzzeitig so intensiv strahlen wie eine ganze Galaxie. Astronomen haben mittlerweile schon viele dieser kosmischen Detonationen erfasst. Doch die Supernova, die 1987 erstrahlte, nimmt dabei eine Sonderstellung ein. Sie ereignete sich in einer unserer Nachbargalaxien – in der Großen Magellanschen Wolke – und war sogar mit bloßem Auge am Firmament zu erkennen. Dadurch nahmen sie viele Astronomen ins Visier, erfassten ihren Verlauf und untersuchten auch, was nach der Explosion passierte. Die Supernova 1987A gilt dadurch als die bisher am intensivsten erforschte Sternexplosion.
Was blieb vom Stern übrig?
Schon kurz nach der Supernova fragten sich Astronomen, welches der beiden möglichen Relikte aus dem Sternentod hervorgegangen sein könnte. Man geht dabei davon aus, dass nach der Explosion von Sternen mit mehr als dem Acht- bis Zehnfachen der Sonnenmasse ein extrem kompakter Überrest entsteht: entweder ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern. Der Nachweis von Neutrinos, die im Rahmen der Supernova 1987A die Erde erreichten, ließ bereits die Entstehung eines Neutronensterns vermuten. Doch es erschien möglich, dass es sich nur um einen kurzzeitigen Zustand gehandelt hat: Der Neutronenstern könnte anschließend schnell zu einem Schwarzen Loch kollabiert sein. Welches Objekt nun vorliegt, ließ sich bisher aber nicht eindeutig klären, da das Relikt durch Staub verdeckt wird, der sich nach der Explosion gebildet hat.
Um das Rätsel nun dennoch zu lösen, hat das internationale Astronomen-Team um Claes Fransson von der Universität Stockholm den Bereich der Supernova 1987A mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) ins Visier genommen. Seine Instrumente haben die Strahlung im Infrarotwellenlängenbereich detailliert erfasst, die von dem kosmischen Komplex ausgeht. Durch spektroskopische Analysen dieser Emissionen waren dann Rückschlüsse auf das Vorhandensein eventuell aufschlussreicher Substanzen in der Wolke möglich, erklären die Wissenschaftler.
Neutronenstern-Strahlung ionisiert Gas
Wie sie berichten, identifizierten sie im zentralen Bereich der Wolke die spektroskopischen Signaturen der Elemente Argon und Schwefel – und zwar im ionisierten Zustand. Das Team modellierte anschließend verschiedene Szenarien für die Entstehung dieser beiden Substanzen. Sie verdeutlichten, dass die ionisierten Atome nur durch die Bestrahlung des Supernova-Materials mit Ultraviolett- und Röntgenstrahlung entstanden sein können. “Um diese Ionen zu erzeugen, muss es eine Quelle hochenergetischer Strahlung im Zentrum des Überrests der Supernova 1987A geben”, sagt Fransson.
