Eine Forschungsgruppe unter Leitung von Wissenschaftlern der Cardiff University hat im Zentrum eines explodierten Sterns erstmals einen reichen Vorrat verschiedener Moleküle entdeckt. Zwei bislang unregistrierte Moleküle, das Formylkation HCO+ und Schwefelmonoxid (SO), wurden in den abkühlenden Überresten der Supernova SN 1987A entdeckt. Die Supernova fand 163.000 Lichtjahre entfernt in einer Nachbargalaxie unserer Milchstraßen-Galaxie statt und wurde im Februar 1987 beobachtet, daher ihr Name.
Diese neu identifizierten Moleküle werden von bereits zuvor registrierten Bestandteilen wie Kohlenstoffmonoxid (CO) und Siliziumoxid (SiO) begleitet. Die Forscher schätzen, dass etwa eins von 1.000 Siliziumatomen des explodierten Sterns in Siliziumoxidmolekülen gefunden werden kann, und nur ein paar pro Million Kohlenstoffatome kommen in den HCO+-Kationen vor.
Eine stellare Kinderstube, in der Sterne entstehen
Bisher wurde angenommen, dass Supernova-Explosionen alle Moleküle und eventuell schon vorhandenen Staub völlig zerstören würden.
Der Nachweis dieser unerwarteten Moleküle deutet jedoch darauf hin, dass der explosive Tod von Sternen zu Molekül- und Staubwolken mit extrem niedrigen Temperaturen führen könnte. Die Umgebungsbedingungen wären vergleichbar mit jenen, die in einer stellaren Kinderstube beobachtet werden, wo neue Sterne entstehen.
Die Hauptautorin der Studie, Dr. Mikako Matsuura von der School of Physics and Astronomy der Cardiff University, sagte: “Dies ist das erste Mal, dass wir diese Molekülarten innerhalb von Supernovae gefunden haben, was unsere lange bestehenden Vermutungen infrage stellt, wonach diese Explosionen alle Moleküle und den Staub in einem Stern zerstören.”
“Unsere Ergebnisse haben gezeigt, dass die vielen schweren Elemente, die dort synthetisiert wurden, mit der Bildung von Molekülen beginnen und eine Staubfabrik erzeugen können, wenn das bei der Supernova übrig gebliebene Gas auf eine Temperatur von unter -200 Grad Celsius abzukühlen beginnt”, ergänzte sie.
Das Herz der Supernova SN 1987A
Das Team gelangte zu den Ergebnissen unter Verwendung des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mit dessen Hilfe das Zentrum der Supernova 1987A in bemerkenswerten Details untersucht wurde. Die Ergebnisse wurden im Journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Astronomen haben die Supernova SN 1987A seit ihrer ersten Entdeckung vor über 30 Jahren untersucht, aber es war schwierig, den innersten Bereich der Supernova zu analysieren. ALMAs Fähigkeit zur Beobachtung in Millimeterwellenlängen – ein Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen Infrarotlicht und Radiowellen – machte es möglich, durch das Gas und den Staub zu blicken und die Häufigkeit und die Positionen der neu gebildeten Moleküle zu untersuchen.
Im Rahmen einer begleitenden Abhandlung hat ein zweites Forschungsteam ALMAs Daten verwendet, um das erste 3D-Modell der Supernova SN 1987A zu erstellen und wichtige Einblicke in dessen Vorläuferstern zu gewinnen, sowie in die Art und Weise, wie Supernovae die Grundbausteine für Planeten erzeugen.
Es ist bekannt, dass massereiche Sterne mit mehr als zehnfacher Sonnenmasse ihr Leben auf spektakuläre Art beenden. Wenn solch ein Stern seinen Brennstoff aufgebraucht hat, ist nicht länger ausreichend Hitze und Energie vorhanden, um der Kraft seiner eigenen Gravitation zu widerstehen. Die äußeren Bereiche des Sterns, ehemals durch die Kraft der Kernfusion abgehalten, stürzen dann mit immenser Gewalt auf den Kern. Das “Zurückfedern” aus diesem Kollaps löst eine Explosion aus, die die Materie in den Weltraum sprengt.
Aufbauend auf seine aktuellen Ergebnisse hofft das Team ALMA nutzen zu können, um festzustellen, wie häufig die SO- und HCO+-Moleküle sind, und um zu sehen, ob es in der Supernova noch andere Moleküle gibt, die noch registriert werden müssen.
(THK)
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