Cassiopeia A – oder kurz Cas A – ist einer der am besten untersuchten Supernova-Überreste in unserer Galaxie. Aber er hält noch große Überraschungen bereit. Astronomen des Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und des Dartmouth College haben eine neue 3D-Karte seiner inneren Struktur erstellt, indem sie das astronomische Äquivalent einer Computertomografie verwendeten. Sie stellten fest, dass der Supernova-Überrest Cassiopeia A aus einer Ansammlung von mehr als einem halben Dutzend großer Hohlräume oder “Blasen” besteht.
“Unsere dreidimensionale Karte ist ein seltener Einblick in das Innere eines explodierten Sterns”, sagte Dan Milisavljevic vom Harvard Center vor Astrophysics. Diese Forschungsarbeit wurde am 30. Januar 2015 im Journal Science veröffentlicht.
Vor etwa 340 Jahren explodierte ein massereicher Stern im Sternbild Cassiopeia. Als der Stern sich selbst vernichtete, strömte extrem heiße und radioaktive Materie aus seinem Kern schnell nach außen, wobei sie sich mit äußeren Überresten mischte und sie durcheinander brachte. Die komplexe Physik hinter diesen Explosionen ist schwer zu modellieren, sogar mit modernsten Simulationen, die auf einigen der leistungsfähigsten Supercomputer weltweit laufen. Durch die genaue Untersuchung von jungen Supernova-Überresten wie Cassiopeia A können Astronomen jedoch verschiedene Schlüsselprozesse erforschen, die diese gigantischen Sternexplosionen steuern. (Anm. d. Red.: Cassiopeia A liegt ungefähr 11.000 Lichtjahre entfernt.)
“Wir sind eine Art Bombenentschärfungskommando. Wir untersuchen die Trümmer, um herauszufinden, was explodierte und wie es explodierte”, erklärte Milisavljevic. “Unsere Studie repräsentiert einen großen Schritt in unserem Wissen darüber, wie Sterne wirklich explodieren.”
Zur Erstellung der 3D-Karte analysierten Milisavljevic und der Co-Autor Rob Fesen vom Dartmouth College Cassiopeia A in nahinfraroten Wellenlängen mit dem Mayall 4-Meter-Teleskop am Kitt Peak National Observatory südwestlich von Tucson (Arizona). Spektroskopische Messungen ermöglichten ihnen, die Expansionsgeschwindigkeiten von extrem leuchtschwacher Materie im Innern von Cassiopeia A zu bestimmen, was die entscheidende dritte Dimension lieferte.
Sie stellten fest, dass die großen inneren Blasen mit den bereits zuvor beobachteten Trümmerringen verbunden zu sein scheinen, welche die helle und leicht erkennbare äußere Hülle von Cassiopeia A bilden. Die beiden am besten definierten Blasen besitzen Durchmesser von drei beziehungsweise sechs Lichtjahren, und das ganze Gebilde hat die löchrige Struktur eines Schweizer Käses.
Die blasenähnlichen Hohlräume entstanden wahrscheinlich durch Wolken aus radioaktivem Nickel, der während der stellaren Explosion erzeugt wurde. Weil dieses Nickel letztendlich zu Eisen zerfallen wird, sagen Milisavljevic und Fesen voraus, dass die inneren Blasen von Cassiopeia A mit bis zu einer Zehntel Sonnenmasse Eisen angereichert sein sollten. Diese angereicherte innere Materie wurde in bisherigen Beobachtungen allerdings noch nicht nachgewiesen. Deshalb könnten Teleskope der nächsten Generation erforderlich sein, um das “fehlende” Eisen zu finden und den Ursprung der Blasen zu bestätigen.
Die Forscher haben eine interaktive Version ihrer 3D-Karte unter folgender Adresse online gestellt:
https://www.cfa.harvard.edu/~dmilisav/casa-webapp/
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge (Massachusetts) ist ein Gemeinschaftsprojekt des Smithsonian Astrophysical Observatory und des Harvard College Observatory. Wissenschaftler aus sechs Forschungsabteilungen studieren hier den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/2015-05
(THK)
Antworten