Wenn ein Stern als Supernova explodiert, strahlt er für ein paar Wochen oder Monate sehr hell, bevor er sich abschwächt. Dennoch leuchtet die durch die Explosion abgestoßene Materie noch hunderte oder tausende Jahre später und bildet einen anschaulichen Supernova-Überrest. Was ist der Grund für eine solch langlebige Helligkeit?
Im Falle des Tycho-Supernova-Überrests haben Astronomen entdeckt, dass eine rückläufige Schockwelle, die mit Mach 1.000 (1.000-fache Schallgeschwindigkeit) nach innen rast, den Überrest aufheizt und ihn anregt, Röntgenstrahlung zu emittieren. “Wir wären nicht in der Lage, alte Supernova-Überreste ohne eine rückläufige Schockwelle zu untersuchen, die sie leuchten lässt”, sagte Hiroya Yamaguchi, der diese Forschungsarbeit am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) durchführte.
Tychos Supernova wurde von dem Astronom Tycho Brahe im Jahr 1572 beobachtet. Das Erscheinen dieses “neuen Sterns” verblüffte diejenigen, die dachten, dass der Himmel konstant und unveränderlich sei. Bei ihrer maximalen Helligkeit konkurrierte die Supernova mit dem Planeten Venus, bevor sie sich abschwächte und ein Jahr später nicht mehr sichtbar war. Heutige Astronomen wissen, dass das von Tycho und Anderen beobachtete Ereignis eine Typ-Ia-Supernova war, verursacht durch die Explosion eines Weißen Zwergs. Die Explosion schleuderte Elemente wie Silizium und Eisen mit Geschwindigkeiten von über 18 Millionen Kilometern pro Stunde (ca. 5.000 km/s) ins All.
Als diese fortgeschleuderte Materie auf umgebendes interstellares Gas traf, erzeugte sie eine Schockwelle – das Äquivalent eines kosmischen “Überschallknalls”. Die Schockwelle bewegt sich noch heute mit 300-facher Schallgeschwindigkeit nach außen. Die Wechselwirkung verursachte aber auch einen gewaltigen Rückstrom – eine rückläufige Schockwelle, die mit Mach 1.000 nach innen rast. “Sie ist wie die Welle von Bremslichtern, die nach einem Unfall auf einer viel befahrenen Autobahn die Autoschlange entlangwandert”, erklärte der Co-Autor Randall Smith vom CfA.
Die rückläufige Schockwelle heizt Gase innerhalb des Supernova-Überrests auf und regt sie zum Leuchten an. Dieser Prozess ist vergleichbar mit dem, der gewöhnliche Leuchtstofflampen leuchten lässt, mit dem Unterschied, dass der Supernova-Überrest im Röntgenspektrum leuchtet und weniger in sichtbarem Licht. Die rückläufige Schockwelle ist es, die uns ermöglicht, hunderte Jahre nach dem Auftreten einer Supernova deren Supernova-Überreste zu beobachten und zu untersuchen. “Dank der rückläufigen Schockwelle liefert Tychos Supernova weiterhin Informationen”, sagte Smith.
Das Team untersuchte das Röntgenspektrum von Tychos Supernova-Überrest mit dem Suzaku-Satelliten. Die Forscher stellten fest, dass Elektronen, die die rückläufige Schockwelle kreuzten, rasch durch einen noch unbekannten Prozess aufgeheizt wurden. Ihre Beobachtungen repräsentieren den ersten klaren Beleg für eine so effiziente, “kollisionslose” Elektronenaufheizung in der rückläufigen Schockwelle des Tycho-Supernova-Überrests. Das Team plant, in anderen jungen Supernova-Überresten nach Hinweisen auf ähnliche Schockwellen zu suchen. Diese Ergebnisse wurden zur Veröffentlichung im The Astrophysical Journal freigegeben.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) hat sein Hauptquartier in Cambridge (Massachusetts) und ist ein Gemeinschaftsprojekt des Smithsonian Astrophysical Observatory und des Harvard College Observatory. Wissenschaftler aus sechs Abteilungen untersuchen hier den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/2013-28
(THK)
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