Eine superleuchtkräftige Supernova eines massereichen Vorläufersterns

Ein optisches Bild der superleuchtkräftigen Supernova ASASSN-18am in den Randgebieten ihrer Heimatgalaxie (grün). Das Bild wurde 131 Tage nach der Explosion aufgenommen. (Credits: Bose et al, 2021)
Ein optisches Bild der superleuchtkräftigen Supernova ASASSN-18am in den Randgebieten ihrer Heimatgalaxie (grün). Das Bild wurde 131 Tage nach der Explosion aufgenommen. (Credits: Bose et al, 2021)

Sterne mit mehr als etwa acht Sonnenmassen beenden ihr Leben spektakulär als Supernova. Diese Einzelstern-Supernovae werden als Kernkollapssupernovae bezeichnet, weil ihre dichten Kerne, die in diesem letzten Entwicklungsstadium hauptsächlich aus Eisen bestehen, dem nach innen gerichteten Druck der Gravitation nicht länger standhalten können und vor der Explosion kollabieren.

Kernkollapssupernovae, die starke Emissionslinien von atomarem Wasserstoff zeigen, resultieren laut gängiger Ansicht aus der Explosion von roten Überriesen. Das sind massereiche Sterne, die sich über ihre grundlegende Phase des Wasserstoffbrennens hinaus entwickelt und sich aufgebläht haben. Bis vor kurzem vermuteten Astronomen, dass diese Sterne bis zu ihrer finalen Explosion relativ ruhig sind, aber es mehreren sich die Hinweise darauf, dass sie vor der Explosion tatsächlich einen starken Masseverlust erfahren.

In manchen Modellen wird zusätzliche Strahlung emittiert, wenn abgestoßene Materie der Supernova auf diese zuvor abgestoßenen Materiehüllen trifft und Schockwellen auslöst. Variationen bei diesem Prozess sind verantwortlich für die beobachteten Unterschiede in den Emissionen von Kernkollapssupernovae.

In den letzten zehn Jahren wurde eine neue Unterklasse von Supernovae identifiziert, die als superleuchtkräftige Supernovae bezeichnet wird. Sie können in der Spitzenhelligkeit bis zu zehnmal leuchtkräftiger als gewöhnliche Supernovae sein und fallen grob in zwei Gruppen, abhängig davon, ob sie starke oder schwache Wasserstoffemissionen aufweisen. Manche wasserstoffreichen superleuchtkräftigen Supernovae zeigen allerdings keine Anzeichen für schockwellenbedingte Emissionen aus einer Hülle, was die Komplexität des Sachverhalts erhöht.

Supernovae sind wichtige kosmische Entfernungsmesser, weil sie so hell leuchten, dass sie auch in den jungen Epochen des Universums beobachtet werden können. Die bislang fernste Supernova datiert aus einer Epoche, die nur drei Milliarden Jahre nach dem Urknall liegt. Die Entfernungen werden durch Vergleiche und Messungen und innere Helligkeiten zuverlässig bestimmt, aber nur wenn die inneren Helligkeiten exakt modelliert werden. Deswegen arbeiten Astronomen daran, alle verschiedenen Klassen und Unterklassen zu berücksichtigen.

Der Astronom Emilio Falco vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) war Mitglied eines Teams, das das “All-Sky Automated Survey for Supernovae” (ASAS-SN) Project aus 24 Teleskopen weltweit nutzte, um den sichtbaren Himmel automatisch nach Supernovae abzusuchen. Das Team machte Nachfolgebeobachtungen der Quelle ASASSN-18am (SN 2018gk) und schlussfolgert, dass sie eine seltene, helle, wasserstoffreiche Supernova ist, aber keine Anzeichen für Interaktionen von abgestoßener Materie mit einer Hülle aufweist.

Die Wissenschaftler schlussfolgern, dass der Stern nur einen durchschnittlichen Wind besessen haben muss, nur etwa zwei Zehntausendstel einer Sonnenmasse pro Jahr (manche Röntgenmessungen sprechen dafür, dass er noch geringer gewesen sein könnte). Sie vermuten, dass der Vorläuferstern wahrscheinlich eine Masse zwischen 19 und 26 Sonnenmassen hatte.

Abhandlung: “ASASSN-18am/SN 2018gk: an overluminous Type IIb supernova from a massive progenitor” von Subhash Bose, Subo Dong, C. S. Kochanek, M. D. Stritzinger, Chris Ashall, Stefano Benetti, E. Falco, Alexei V. Filippenko, Andrea Pastorello, Jose L. Prieto, Auni Somero, Tuguldur Sukhbold, Junbo Zhang, Katie Auchettl, Thomas G. Brink, J. S. Brown, Ping Chen, A. Fiore, Dirk Grupe, T. W.-S. Holoien, Peter Lundqvist , Seppo Mattila, Robert Mutel, David Pooley, R. S. Post, Naveen Reddy, Thomas M. Reynolds, Benjamin J. Shappee, K. Z. Stanek, Todd A. Thompson, S. Villanueva, Jr. und WeiKang Zheng, MNRAS 503, 3472, 2021.

Quelle

(THK)

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