Astronomen wollen frühe Phase von Supernovae beobachten
Sie leuchten plötzlich und unerwartet am Himmel auf: Supernovae, explodierende Sterne. Ihr unvorhersagbares Erscheinen macht es für die Himmelsforscher schwierig, die frühe Phase solcher Sternexplosionen zu beobachten. Doch genau das ist nötig, um zu verstehen, welche physikalischen Prozesse bei einem solchen Ereignis ablaufen. Einem internationalen Forschungsteam ist es jetzt gelungen, zwei Supernova innerhalb von 48 Stunden nach dem Beginn der Explosion zu beobachten. Ziel müsse es sein, Supernovae bereits in den ersten Stundennach der Explosion zu beobachten, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Journal of Cosmology und Astroparticle Physics“.
Mit zahlreichen automatischen Teleskopen überwachen Astronomen den Sternenhimmel auf Veränderungen – und entdecken dabei nahezu täglich eine neue Supernova in einer fernen Galaxie. Was aber ist die Ursache für die Explosion? Zwei unterschiedliche Arten von Supernovae kennen die Himmelsforscher. Wenn Sterne, die mehr als das Achtfache der Sonnenmasse enthalten, ihren nuklearen Energievorrat aufgebraucht haben, kollabieren sie aufgrund ihrer starken Schwerkraft entweder zu einem Neutronenstern oder zu einem Schwarzen Loch. Dabei stoßen sie ihre äußere Hülle in einer gewaltigen Explosion ins All ab.
Doch auch Sterne geringerer Masse, die mit ihrer geringeren Schwerkraft nicht kollabieren, sondern als Weißer Zwerg enden, können explodieren. Nämlich, wenn sie mit einem zweiten Stern ein Doppelsystem bilden. Von diesem Stern kann Gas auf den Weißen Zwerg strömen. Erreicht die Masse des Weißen Zwergs 1,4 Sonnenmassen, kommt es zu einer explosionsartigen Zündung der Kernfusion – bei der der Weiße Zwerg vollkommen zerstört wird.
Es sind die ersten Stunden nach der Explosion, die den Forschern Aufschluss über den ursprünglichen Stern geben. „Je eher wir die Supernova beobachten, desto besser“, erklärt Lluis Galbany vom Institut für Weltraumwissenschaften in Barcelona. Galbany und seine Kollegen haben mit dem zehn Meter großen Gran Telescopio Canarias auf La Palma versucht, möglichst schnell Spektren von neuen Supernovae zu erhalten. Als Ausgangsdaten verwendete das Team Daten der „Zwicky Transient Facility“, einem automatischen Teleskop der Sternwarte Mount Palomar.
Entscheidend war dabei der Einsatz neuer, auf maschinellem Lernen basierenden Software, um Supernovae möglichst rasch zu erkennen. In der Beobachtungskampagne, über die die Forscher berichten, stießen das Team auf zehn neue Supernovae. Bei zwei davon gelang es, innerhalb von 48 Stunden nach der Explosion Spektren am GTC zu erhalten. „Wir wissen jetzt, dass ein schnell reagierendes spektroskopisches Programm innerhalb eines Tages nach der Explosion Spektren sammeln kann“, so Galbany. Mit einer Weiterentwicklung des Verfahrens könne man vielleicht sogar in die ersten Stunden nach der Explosion vordringen – und so einen Einblick in allerersten Phasen von Supernovae erhalten.
Bildquelle: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
