Supernova 1987A

Neuer Staub aus alter Asche

Von Jan Hattenbach
 - 17:00

Ein schönes Durcheinander hat Sanduleak -69° 202 da hinterlassen! Im Februar des Jahres 1987 war er als Supernova aufgeleuchtet – es war die einzige mit bloßem Auge sichtbare Sternexplosion der letzten Jahrhunderte. Sanduleak -69° 202, ein Riesenstern mit ursprünglich etwa zwanzigfacher Sonnenmasse, wurde nachträglich als Auslöser der Detonation identifiziert. Das gelang, weil er durch seine relative Nähe zu uns auf archivierten Fotoplatten zu erkennen war: Seine Distanz betrug etwa 160 000 Lichtjahre. Damit gehörte er zwar nicht zu unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, aber immerhin zu einem ihrer engsten Begleiter, der Großen Magellanschen Wolke. Seine Überreste sind noch heute sichtbar – sie sind der von der Erde aus am besten beobachtbare Sternfriedhof.

Mit dem Radioteleskopnetzwerk Alma in der chilenischen Atacamawüste haben Forscher nun in das Herz der Explosionswolke der 1987A genannten Supernova geblickt. In den Beobachtungsdaten entdeckten sie ein chaotisches Gemisch aus expandierenden Gas- und Staubwolken und einige noch nie zuvor in einem Supernovaüberrest gesichtete Moleküle. Riesensterne wie Sanduleak -69° 202 sind die Brutstätten aller schweren Elemente jenseits von Wasserstoff und Helium. Alle Grundbausteine, aus denen etwa Planeten mit fester Oberfläche wie unsere Erde bestehen, wurden in solchen Sternen synthetisiert. Durch Supernovaexplosionen werden diese schweren Elemente wieder dem kosmischen Materiekreislauf übergeben. In vielen Millionen Jahren könnten sich auch aus der „Sternasche“ der Supernova 1987A neue Sterne und Planeten bilden.

Eine Explosionswolke als Staubfabrik

Zunächst aber expandiert die Materie der Explosionswolke mit vielen tausend Kilometern pro Stunde und kühlt dabei ab. Je kühler das Material wird, desto komplexere Moleküle bis hin zu Staubpartikeln können sich aus den ins All gesprengten Überresten des Sterns bilden: Einige der neu entstandenen Moleküle, etwa Kohlenmonoxid oder Siliziumoxid, kannte man schon aus früheren Beobachtungen. Andere fanden die Forscher nun zum ersten Mal in einer Supernovawolke. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich, sobald sich das Gas der Supernova auf unter 200°C abkühlt, aus den schweren im Stern synthetisierten Elementen komplexe Moleküle formen, wie in einer Art Staubfabrik“, so Mikako Matsuura von der Universität Cardiff. Matsuura veröffentlichte seine Resultate gemeinsam mit Kollegen in der Zeitschrift „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.

In den vergangenen 30 Jahren hat man sich auf die äußeren Bereiche der Explosionswolke konzentriert. So dokumentierte etwa das Weltraumteleskop Hubble über die Jahre, wie diese auf ihrem Weg durch den interstellaren Raum mit Gasmassen kollidiert, die der Stern in seiner letzten, instabilen Lebensphase in den Weltraum geblasen hat. Das besonders dichte Zentrum der Wolke jedoch – dort wo sich die meisten der schweren Elemente befinden – ist für optische Teleskope nur schwer zu erfassen. Hierfür eignet sich Radiostrahlung besser, weil deren elektromagnetische Wellen den Schleier der Gasmassen durchdringen können. Einzelne Radioteleskope sind aber nicht in der Lage, eine ähnlich hohe räumliche Auflösung zu erreichen wie optische Teleskope, zu denen beispielsweise das Hubble-Teleskop zählt. Mit dem vor wenigen Jahren in Betrieb gegangenen Radioteleskopnetzwerk Alma können Astronomen nun die Empfindlichkeit großer Radioantennen mit einer hohen Detailschärfe verbinden. Alma empfängt zudem elektromagnetische Wellen im Millimeter- und Submillimeterbereich, ist also sensibel für diejenige Strahlung, die von den Molekülen in der Wolke ausgestrahlt wird.

Chaotisches Wolkenknäuel

Auf diese Weise ließ sich der Ort der Molekülentstehung genauer eingrenzen: Rémy Indebetouw und ein Team von Kollegen präsentierten in einer zweiten, in den „Astrophysical Journal Letters“ veröffentlichten Arbeit zum ersten Mal Beobachtungsdaten, die den dichten Kernbereich im Detail darstellen. Sie zeigen ein Knäuel aus Molekülwolken, die ineinander verwoben und scheinbar völlig chaotisch sind: „Dank Alma können wir endlich den kalten ,Sternenstaub‘ bei seiner Entstehung beobachten“, sagt der Forscher vom amerikanischen National Radio Astronomy Observatory.

So zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Alma-Daten, dass gewisse Moleküle in bestimmten Bereichen der Wolke konzentriert sind. Obwohl weniger als zehn Prozent aller Sterne ihr Dasein mit einer Supernovaexplosion beenden, haben diese erschütternden Ereignisse entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung von Sternen, Planeten und letztlich auch Leben. Der Supernovaüberrest in der Großen Magellanschen Wolke ist der bislang einzige, den Astronomen seit seiner Entstehung im Detail untersuchen können.

Quelle: F.A.Z.
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