Eine Studie unter Leitung der University of Turku entdeckte eine Supernova-Explosion, die unser Wissen über die späten Lebensstadien massereicher Sterne erweitert. Supernova-Explosionen entstehen beim Tod massereicher Sterne. Die in einer Supernova beobachteten Elemente spiegeln die Zusammensetzung des sterbenden Sterns zum Zeitpunkt der Explosion wider.
“Sterne sind leuchtende Gaskugeln und bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff, dem leichtesten Element in der Natur. Sie leuchten, indem sie Atomkerne verschmelzen, um schwerere Elemente zu erschaffen und Energie freizusetzen”, erklärte Hanindyo Kuncarayakti vom Department of Physics and Astronomy an der University of Turku.
Massereiche Sterne mit acht Sonnenmassen oder mehr enthalten Strukturen ähnlich wie eine Zwiebel – Schichten mit verschiedenen Elementen in ihnen. Wenn wir tiefer in einen Stern hineinblicken, begegnen wir Schichten aus immer schwereren Elementen als Wasserstoff, beispielsweise, Helium, dann Kohlenstoff, Sauerstoff und so weiter.
“Während seiner Lebensdauer kann ein Stern einen Teil oder sogar einen Großteil seiner Masse verlieren. Die häufigste Möglichkeit ist durch das Ausstoßen von Teilchenströmen, die als Sternwinde bezeichnet werden und die auch bei der Sonne auftreten. Einige Sterne verlieren ihre Masse sehr schnell und könnten dabei ihre gesamte Wasserstoffhülle verlieren. Infolge dessen könnten die inneren Schichten freigelegt werden. Der von dem Stern verlorene Masse könnte in der Nähe des Sterns verbleiben und zirkumstellare Materie bilden”, sagte Kuncarayakti.
Astronomen haben bereits zuvor Supernovae mit zirkumstellarer, wasserstoffreicher Materie identifiziert, ebenso heliumreiche. Kürzlich, erst im Jahr 2021, haben Forscher Supernovae mit kohlenstoff-sauerstoffreicher zirkumstellarer Materie entdeckt. Diese unterschiedlichen Objekttypen repräsentieren eine Reihe von stellaren Hüllen, die fortgerissen werden, und die Ansammlung dieser Materie um den Stern, beginnend mit dem leichtesten und äußersten Element: Wasserstoff.
Ein Team unter Leitung von Kuncarayakti hat eine Supernova entdeckt, die möglicherweise unser Wissen über diese Sequenz des Massenverlusts massereicher Sterne erweitert. Die Supernova SN 2021ocs wurde in einer Himmelsdurchmusterung mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile beobachtet.
“Das Spektrum sah aus wie nichts, was wir vorher gesehen hatten. Es zeigte starke Linien von Sauerstoff und Magnesium und das Objekt war ungewöhnlich langlebig und blau”, beschrieb Kuncarayakti.
Diese Beobachtungen lassen darauf schließen, dass das sauerstoff-magnesiumreiche expandierende Gas der Explosion von SN 2021ocs auf zirkumstellare Materie treffen könnte. Solche zirkumstellare Materie könnte entstanden sein, als der Vorläuferstern nur rund 1.000 Tage vor der Supernova-Explosion Masse verlor. Daher agieren die Beobachtungen wie eine Art Zeitmaschine und zeigen die Aktivitäten des sterbenden Sterns kurz vor der endgültigen Explosion.
“Durch die Beobachtung neuer Supernovatypen gewinnen wir wertvolle Informationen über die späteren Lebensstadien massereicher Sterne. Das schafft andererseits auch neue Herausforderungen für unsere Theorien zur Sternentwicklung”, sagte der Astronomie-Professor Seppo Mattila von der University of Turku, der ebenfalls an der Studie mitwirkte.
Neben Kuncarayakti und Mattila waren Takashi Nagao, Claudia Gutierrez und Rubina Kotak von der University of Turku an der Studie beteiligt. Sie wurde in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
(THK)
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