Tychos Supernova war anders

Doch keine „normale“ Supernova? Eine der bekanntesten historischen Sternexplosionen könnte anders abgelaufen sein als bisher gedacht. Denn die vom Astronom Tycho Brahe vor 445 Jahren beobachtete Supernova ging nicht auf einen heißen, schnell wachsenden Weißen Zwerg zurück, wie neue Analysen von Astronomen zeigen. Stattdessen muss ein anderer Prozess die Explosion ausgelöst haben – möglicherweise eine Kollision zweier Weißer Zwerge.

Im Herbst des Jahres 1572 sah der dänische Astronom Tycho Brahe plötzlich einen ganz neuen Stern am Himmel aufleuchten. Er schien einige Wochen lang sogar heller als die Venus, verblasste dann aber allmählich. Diese Beobachtung revolutionierte das damalige Weltbild, denn sie demonstrierte unter anderem, dass der Sternenhimmel nicht unveränderlich ist. Worum es sich bei diesem neuen Stern ahndelte, wusste aber auch Tycho Brahe nicht.

Explosion eines Weißen Zwergs

Heute ist bekannt, dass Brahe damals Zeuge einer Supernova vom Typ Ia geworden war – der Explosion eines Weißen Zwergs in einem Doppelsternsystem. Sie gelten als wichtige Messlatten für die Kosmologie und als Lieferanten schwerer Elemente. Tychos Supernova war bislang eines der nächstgelegenen und prominentesten Beispiele für eine solche Sternenexplosion.

Doch was tatsächlich bei dieser Supernova passierte, ist weitaus weniger klar. Denn Beobachtungen am Supernova-Überrest lieferten widersprüchliche Ergebnisse. So entdeckten Astronomen 2011 einen Stern im Überrest, bei dem es sich möglicherweise um den überlebenden Partner des einst explodierten Weißen Zwergs handeln könnte. Andere Daten wiedersprachen dem jedoch.

Das klassische Seznarion: Ein Weißer Zwerg saugt seinem Begleiter Materie ab © David A. Hardy/ PPARC

Ionisierung der Gaswolke als Indiz

Um das Rätsel zu lösen, haben nun Tyrone Woods von der australischen Monash University und seine Kollegen Tychos Supernova-Relikt auf neue Weise untersucht: Sie analysierten, wie stark die Gaswolke um den Supernova-Überrest ionisiert ist. Der Grund: Wenn ein Weißer Zwerg massenhaft Material von einem normalen Begleitstern abzieht, sendet er starke Röntgen- und Extrem-UV-Strahlung aus.

Diese Strahlung ionisiert das umgebende Gas in einem Umkreis von bis zu etwa 300 Lichtjahren komplett, wie die Forscher erklären. Explodiert dann der Weiße Zwerg, hört diese Ionisation zwar auf, bis aber das interstellare Gas rekombiniert und wieder neutral wird, dauert es Jahrtausende. Noch etwa 100.000 Jahre nach der Explosion müsste daher ein ionisierten Gasnebel rund um die Explosionsstelle nachweisbar sein.

Sich anbahnende Kollision zweier Weißer Zwerge - verursachte dies Tychos Supernova? © Tod Strohmayer (GSFC), CXC, NASA/Dana Berry (CXC)

Kollision statt Akkretion?

Doch wie die Messungen von Woods und seinen Kollegen nun enthüllen, enthält die Gaswolke um den Supernova-Überrest sehr viel neutrales Gas – zu viel, um einst vom Weißen Zwerg ionisiert worden zu sein. Die Astronomen schließen daraus, dass der Auslöser der Explosion nicht sehr heiß und leuchtkräftig gewesen sein kann. Das jedoch widerspricht dem bisherigen Szenario eines Weißen Zwergs, der seinem Begleiter enorme Mengen an Material abzieht, bis er das Limit überschreitet und explodiert.

Stattdessen muss nach Ansicht der Forscher ein anderer Prozess zur Explosion geführt haben. Möglich wäre beispielsweise, dass Tycho Brahe damals Zeuge einer kosmischen Verschmelzung wurde: Zwei Weiße Zwerge kollidierten und erzeugten dabei das helle Licht. Klar ist damit: Auch 445 Jahre nach Tychos Supernova gibt diese Sternexplosion noch einige Rätsel auf. (Nature Astronomy, 2017; doi: 10.1038/s41550-017-0263-5)

(Max-Planck-Institut für Astrophysik/ Nature, 27.09.2017 – NPO)