Begleitstern überlebte „Tychos Supernova”

Eine schon 1572 vom Astronomen Tycho Brahe beobachtete Sternexplosion hat jetzt entscheidende Hinweise zur Entstehung von Typ 1a Supernovas geliefert: Das Röntgenteleskop Chandra enthüllte einen kleinen Bogen starken Röntgenlichts im Supernovarelikt, der auf einen normalen Stern als Begleiter des damals explodierten Weißen Zwergs hinweist. Beobachtungen mit optischen Teleskopen zeigen zudem, dass der Begleitstern diese Supernova offenbar überlebt hat, wie Astronomen jetzt im „Astrophysical Journal“ berichten.

Als der Astronom Tycho Brahe im Jahr 1572 plötzlich einen ganz neuen, zuvor nicht dagewesenen Stern am Himmel aufleuchten sah, war er erstaunt: Denn “neue” Sterne kamen in seinem Weltbild nicht vor. Tatsächlich aber wurde der Gelehrte Zeuge einer Supernova, der Explosion eines Weißen Zwergs und damit eines Sterns am Ende seines Lebenszyklus. Die Supernova gehörte, wie man heute weiß, aber noch zu einem ganz speziellen Typ, die sich immer dann ereignet, wenn der Weiße Zwerg Teil eines Doppelsternsystems ist und sich vor der endgültigen Explosion Materie von seinem Partner „stiehlt“.

Weißer Zwerg oder „normaler“ Stern als Begleiter?

Noch ist allerdings unklar, ob bei einer solchen Typ1a Supernova beide Sterne Weiße Zwerge sind, die dann beide in der Supernova untergehen. Oder, ob, so die konkurrierende Theorie, der Begleitstern ein normaler, beispielsweise sonnenähnlicher Stern ist, der dann die Sternexplosion sogar zum Teil überstehen könnte. Ein internationales Astronomenteam hat nun das Relikt von „Tychos“ Supernova, SN 1572, mit Hilfe des Röntgenteleskops Chandra erneut analysiert und dabei wesentliche Hinweise dafür entdeckt, dass zumindest in diesem Falle tatsächlich ein „normaler“ Stern vor der Explosion seine Bahn um den Weißen Zwerg zog.

Akteure und Ereignisse bei der Supernova (Illustration) © NASA/ CXC/ M.Weiss

Röntgenlicht-Bogen verrät Sternentrümmer

In den Röntgenemissionen des Supernovarelikts ist deutlich ein Bogen zu erkennen, der innerhalb der großen Schockwelle der Explosion liegt. Er unterscheidet sich deutlich von allen anderen Strukturen im Supernovarelikt. Nach Ansicht der Astronomen handelt es sich dabei um eine Signatur, die entstand, als der Weiße Zwerg bei der Explosion einen ganzen Teil Materie aus seinem Begleitstern herausriss. Diese Sternentrümmer strahlen jetzt starkes Röntgenlicht aus und erzeugen gleichzeitig vor sich eine Art „Schatten“, sie schirmen diesen Bereich von der Röntgenstrahlung der Explosion ab.

„Diese abgesprengte stellare Materie war das fehlende Stück im Puzzle der Argumente, dass Tychos Supernova in einem Doppelsternsystem mit einem normalen Begleitstern stattfand“, erklärt Fangjun Lu vom Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Beijing. „Jetzt scheinen wir dieses Puzzlesteil endlich gefunden zu haben.“

Normaler Begleitstern überlebte Supernova

Der Begleitstern aber hat diese dramatischen Ereignisse offenbar überlebt: Studien mit optischen Teleskopen haben einen Stern im Supernovarelikt entdeckt, der sich sehr viel schneller bewegt als seine Nachbarn. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass er den zusätzlichen Schub durch die Explosion erhalten hat. „Es sieht so aus, als wenn sich der Begleitstern direkt neben der extrem starken Explosion befand und sie dennoch relativ ungeschoren überstand“, erklärt Q. Daniel Wang von der Universität von Massachusetts in Amherst. „Vermutlich erhielt er auch einen Stoß, als sich die Explosion ereignete. Zusammen mit der orbitalen Geschwindigkeit lässt dieser Stoß den Begleiter nun schnell durch das All rasen.“

Mit Hilfe von Auswertungen des Röntgenlicht-Bogens und der Beobachtungsdaten zum potenziellen Begleitsternermittelten die Astronomen den Abstand und die Bahneigenschaften von Weißem Zwerg und Partner vor der Supernova. Der Begleitstern braucht demnach nur rund fünf Tage für eine Umkreisung des Weißen Zwergs, beide waren nur rund ein Zehntel so weit voneinander entfernt wie Erde und Sonne.

„Es hat seit langem die Frage gegeben, was die Typ 1a –Supernovas auslöst“, erklärt Lu. „Weil sie als beständige Leuchttürme und Entfernungsmesser genutzt werden, ist es entscheidend zu verstehen, was sie entstehen lässt.“ Die jetzigen Beobachtungen liefern wichtigen Indizien dafür, dass die Theorie der „normalen“ Begleiter stimmen könnte.

(Chandra X-ray Center, 29.04.2011 – NPO)