Neue Einblicke in eine der hellsten Explosionen im Universum

Ein Bild der Supernova SN 2006gy. (Credits: Image: Fox, Ori D. et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 454 (2015) no.4)
Ein Bild der Supernova SN 2006gy. (Credits: Image: Fox, Ori D. et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 454 (2015) no.4)

Schwedische und japanische Wissenschaftler haben nach zehn Jahren eine Erklärung für die besonderen Emissionslinien in einer der hellsten jemals beobachteten Supernovae gefunden – SN 2006gy. Gleichzeitig fanden sie eine Erklärung dafür, wie die Supernova entstand.

Ultraleuchtstarke Supernovae sind die hellsten Explosionen im Universum. SN 2006gy ist eines der am besten untersuchten Ereignisse, aber man war sich bisher unsicher über ihren Ursprung. Astrophysiker der Universität Stockholm und japanische Kollegen haben jetzt große Mengen Eisen in der Supernova entdeckt. Das gelang mittels Spektrallinien, die bislang in keinem anderen astrophysikalischen Objekt beobachtet wurden. Dies führte zu einer neuen Erklärung dafür, wie die Supernova entstand.

“Niemand hatte Spektren von neutralem Eisen (also Eisen, bei dem alle Elektronen vorhanden sind) mit den unidentifizierten Linien in SN 2006gy verglichen, weil Eisen normalerweise ionisiert vorliegt (ein oder mehrere Elektronen fehlen). Wir versuchten es und sahen mit Spannung, wie sich Linie für Linie aufbaute, genau wie in dem beobachteten Spektrum”, sagte Anders Jerkstrand vom Department of Astronomy an der Universität Stockholm.

Es wurde sogar noch spannender, als sich schnell herausstellte, dass sehr große Mengen Eisen erforderlich sind, um diese Linien hervorzubringen – mindestens ein Drittel der Sonnenmasse. Das schloss direkt einige alte Szenarien aus und offenbarte ein neues.

Der Vorläuferstern von SN 2006gy war dem neuen Modell zufolge ein Doppelsternsystem aus einem erdgroßen Weißen Zwerg und einem wasserstoffreichen massereichen Riesenstern. Als der wasserstoffreiche Riesenstern in den letzten Stadien seiner Entwicklung neue Fusionsprozesse zündete und infolgedessen seine äußere Hülle ausdehnte, wurde der Weiße Zwerg in der Hülle gefangen und bewegte sich spiralförmig in das Zentrum des Begleiters. Als er das Zentrum erreichte, explodierte der instabile Weiße Zwerg als sogenannte Supernova des Typs Ia. Diese Supernova kollidierte dann mit der Hülle, die während der spiralförmigen Annäherung abgestoßen wurde, was letztendlich das Licht der SN 2006gy erzeugte.

“Dass eine Typ-Ia-Supernova hinter SN 2006gy zu stehen scheint, stellt die bisherigen Ansichten der meisten Forscher auf den Kopf”, sagte Anders Jerkstrand. “Dass sich ein Weißer Zwerg in engem Orbit mit einem massereichen, wasserstoffreichen Stern befinden kann und nach dem Sturz in das Zentrum rasch explodieren kann, liefert wichtige neue Informationen für die Theorie der Entwicklung von Doppelsternsystemen und die Bedingungen, die für die Explosion eines Weißen Zwergs notwendig sind.”

Ultraleuchtstarke Supernovae
Ultraleuchtstarke Supernovae sind die hellsten Explosionen im Universum. Im Verlauf von wenigen Monaten strahlen sie so viel Energie ab wie die Sonne in ihrer gesamten Lebenszeit und erreichen eine Spitzenhelligkeit, die der einer ganzen Galaxie gleichkommt. Der Ursprung dieser Energie und welche Art von Sternsystem explodierte, sind noch unklar und werden heiß diskutiert.

Emissionslinien
Eine Emissionslinie ist eine helle Linie im Spektrum einer Lichtquelle. Die Linien entstehen, weil jedes Element in der Quelle Licht in bestimmten Wellenlängen emittiert, und daraus kann man ableiten, welche Elemente in der Quelle vorhanden sind. Bestimmte astrophysikalische Objekte zeigen charakteristische Emissionslinien.

Abhandlung: A Type Ia supernova at the heart of superluminous transient SN 2006gy“, Science, 24. Januar 2020, doi: 10.1126/science.aaw1469

Quelle

(THK)

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