Chandra sieht die hellste jemals beobachtete Supernova

8. Mai 2007: Die hellste jemals aufgezeichnete stellare Explosion ist vielleicht ein lange gesuchter, neuer Typ von Supernovae. Dies folgt aus Beobachtungen mit NASA´s Chandra Röntgenteleskop, sowie optischen Teleskopen auf der Erde. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass Explosionen von extrem massenreichen Sternen im frühen Universum relativ normal waren, und dass vielleicht schon bald eine ähnliche Explosion in unserer Galaxie stattfinden wird.

"Dies war wirklich eine monströse Explosion, hundert mal energiereicher als eine typische Supernova," sagt Nathan Smith, von der University of California in Berkeley, der ein Team von Astronomen aus Kalifornien und der Universität von Texas leitete. "Dies bedeutet, dass der explodierte Stern so massiv war, wie es für einen Stern überhaupt möglich ist, etwa 150 Mal mehr als unsere Sonne. Wir haben dies niemals zuvor beobachtet."

Oben: Illustration eines Künstlers der Supernova SN 2006gy. Credit: X-ray: NASA/CXC/UC Berkeley/N.Smith et al.; IR: Lick/UC Berkeley/J.Bloom & C.Hansen. (Mehr)

Astronomen glauben, dass viele der Sterne der ersten Generation so massiv waren, und diese neue Supernova bietet folglich einen Blick darauf, wie die ersten Sterne starben. Es wurde jedoch noch nie ein solch massiver Stern gefunden und sein Tod beobachtet. Die Entdeckung der Supernova SN 2006gy liefert Hinweise darauf, dass der Tod eines solchen Sterns sich grundsätzlich von den theoretischen Vorhersagen unterscheidet.

"Von allen jemals beobachteten explodierenden Sternen, war dies der König," sagt Alex Filippenko, leiter der Beobachtungen vom Boden aus, am Lick Observatorium auf dem Mt. Hamilton, Calif., und dem Keck Observatorium in Mauna Kea, Hawaii. "Wir waren erstaunt zu sehen wie hell sie wurde, und wie lange sie andauerte."

Die Beobachtungen von Chandra erlaubten es dem Team die wahrscheinlichsten, alternativen Erklärungen für die Supernova auszuschließen: dass ein weißer Zwerg, mit einer Masse die nur wenig größer ist als die der Sonne, in einer dichten, wasserstoffreichen Umgebung explodierte. In diesem Fall hätte SN 2006gy 1.000 Mal heller im Röntgenbereich sein sollen, als Chandra es beobachtete.

Oben: Optsches (links) und Röntgen- (rechts) Bilder von SN 2006gy. Die schwächere Quelle unten rechts ist der Kern einer Hostgalaxie. Die hellere Quelle oben rechts ist die stellare Explosion. Die Supernova war so hell wie der gesamte Kern einer Galaxie! [Mehr]

"Dies liefert den überzeugenden Hinweis darauf, dass SN 2006gy tatsächlich der Tod eines extrem massiven Sterns war," sagt Dave Pooley, von der University of California in Berkeley, der die Beobachtungen mit Chandra leitete. 

Der Stern, der SN 2006gy hervorbrachte stieß scheinbar einen großen Teil seiner Masse ab, bevor er explodierte. Dieser Massenverlust ist dem von Eta Carinae ähnlich, einem massiven Stern in unserer eigenen Galaxie, was den Verdacht aufwirft, dass Eta Carinae dazu verdammt ist als Supernova zu explodieren. Obwohl SN 2006gy eigentlich die hellste jemals beobachtet Supernova ist, befindet sie sich in der Galaxie NGC 1260, in einer Entfernung von 250 Millionen Lichtjahren. Eta Carinae ist jedoch nur 7.500 Lichtjahre entfernt, in unsere eigenen Galaxie.

"Wir sind uns nicht sicher, ob Eta Carinae bald explodieren wird, aber wir sollten besser ein Auge auf ihn werfen, für alle Fälle," sagt Mario Livio, vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, der nicht an der Untersuchung beteiligt war. "Eta Carinae´s Explosion könnte die beste Sternen-Show in der Geschichte der modernen Zivilisation sein."

Rechts: eta Carinae -- wartet eine Supernova in unserer eigenen Galaxie? Der riesige Stern wird durch Beugungsspikes in diesem Foto hervorgehoben. Credit: Brad Moore. [Mehr]

Supernovae treten normalerweise auf, wenn ein massiver Stern seinen Brennstoff aufgebraucht hat und unter seiner eigenen Anziehungskraft kollabiert. Im Fall von SN 2006gy denken Astronomen, dass vielleicht andere Effekte die Explosion ausgelöst haben. Unter einigen Bedingungen produziert der Kern eines massiven Stern soviel Gammastrahlung, dass ein Teil der Strahlung sich in Teilchen- und Anti-Teilchen Paare umwandelt. Der reslutierende Abfall der Energie bewirkt, dass der Stern unter seiner eigenen, riesigen Gravitation zusammenbricht. 

Nach diesem gewaltsamen Kollaps folgen unkontrollierte thermonukleare Reaktionen und der Stern explodiert, und schleudert seine Überreste ins All. Die Daten von SN 2006gy zeigen, dass Supernovae von den ersten Sternen -- anstelle eines vollständigen Kollapses zu einem Schwarzen Loch, wie theoretisch vorhergesagt -- häufiger auftraten als angenommen wurde. 

"Bezüglich des Effekts auf das frühe Universum, gibt es einen riesigen Unterschied zwischen diesen beiden Möglichkeiten," sagt Smith. "Der eine verschmutzt die Galaxie mit einer großen Menge neuer Elemente, und der andere schließt sie für immer in einem Schwarzen Loch ein."

Author: Patrick Barry | Production Editor: Dr. Tony Phillips | Credit: Science@NASA

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