Wenn Stars sterben, sterben sie nicht leise, sondern ziehen es vor, mit einem Knall auszugehen! Dies wird als Supernova bezeichnet, die auftritt, wenn ein Stern seinen gesamten Brennstoff verbraucht hat und einen Gravitationskollaps erleidet. Dabei werden die äußeren Schichten des Sterns in einer massiven Explosion, die aus Milliarden von Lichtjahren sichtbar ist, weggeblasen. Seit Jahrzehnten beobachtet die NASA Galaxien jenseits der Milchstraße und entdeckte zahlreiche Supernovae.
In den letzten 20 Jahren hat sich beispielsweise die Hubble-Weltraumteleskop hat die Galaxie NGC 5468 beobachtet – eine dazwischenliegende Spiralgalaxie, die sich etwa 130 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Jungfrau befindet. In dieser Zeit hat diese Galaxie erlebt 5 Supernovae und dank ihrer Ausrichtung (senkrecht zu unserer) konnten Astronomen diese Galaxie und ihre Supernovae in herrlichen Details studieren.
In einigen Fällen erleben Sterne am Ende ihrer Lebensdauer eine Supernova, wenn sie ihren gesamten Wasserstoff- und Heliumbrennstoff verbraucht haben – bekannt als Typ-II-Supernova. Je nach Masse des Sterns hinterlässt er entweder einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch. Astronomen haben jedoch herausgefunden, dass Sterne in den meisten Fällen zur Supernova werden, weil ein binärer Begleiter Material von ihnen „absaugt“.
Künstlerische Darstellung einer Typ-II-Supernova. Bildnachweis: ESO
Dieses Szenario, das als Supernova vom Typ I bekannt ist, tritt ein, wenn eines des binären Paares bereits eine Supernova geworden ist und ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch wird. Wenn der Begleitstern seine Hauptreihe verlässt und sich zu einem Roten Riesen ausdehnt, beginnt die Gravitationskraft des Weißen Zwergs / des Schwarzen Lochs, Material von der Oberfläche des Roten Riesen abzusaugen und in eine Scheibe zu ziehen, die langsam darauf akkretiert.
Im Laufe der Zeit wird der Rote Riese mehr Masse an seinen Begleiter verlieren, als er tragen kann, was zu einer außer Kontrolle geratenen Kernfusion in seinem Kern führt, die den Supernova-Prozess in Gang setzt. In beiden Fällen führt die Explosion zu einem intensiv hellen Objekt, das vorübergehend so hell leuchtet wie die gesamte Galaxie, die es beherbergt.
Im Fall von NGC 5468 wurden in den letzten 20 Jahren beide Arten von Supernovae beobachtet – darunter SN 1999cp, SN 2002cr, SN2002ed, SN2005P und SN2018dfg. Dank der relativen Ausrichtung der Galaxie zu uns konnten Astronomen jedes der hellen Objekte, die aus diesen fünf Supernovae entstanden, in dem Moment erkennen, in dem sie sichtbar wurden.
Die Beobachtung von Supernovae in einer anderen Galaxie wirft eine wichtige Frage auf. Wie oft werden Sterne in der Milchstraße zu Supernovae und was trägt dazu bei, wie schnell die Sterne einer Galaxie zu Supernovae werden? Es genügt zu sagen, dass die Milchstraße nicht viele Supernovae erlebt, zumindest keine, die unsere Astronomen beobachten konnten. Tatsächlich war das letzte Mal, dass jemand eine Supernova am Himmel gesehen hat, vorbei Vor 400 Jahren !
Eine Supernova vom Typ Ia tritt auf, wenn ein Weißer Zwerg Material von einem Begleitstern ansammelt, bis er die Chandrasekhar-Grenze überschreitet und explodiert. Bildnachweis: NASA/CXC/M. Weiss
Einer der Zeugen dieses Ereignisses war der berühmte Astronom Johann Kepler. Am 9. Oktober 1604 entdeckte er das helle Objekt am Himmel von seinem Observatorium in Prag aus und beobachtete es unermüdlich, bis es zwei Jahre später aus dem Blickfeld verschwand. Seine Beobachtungen wurden in einer Abhandlung mit dem Titel De Stella Nova in Pede Serpentarii ('Der neue Stern am Fuße des Schlangenbehandlers“), das 1606 veröffentlicht wurde.
Danach bekannt als Keplers Supernova (oder Keplers Stern) würde das Erscheinen dieses hellen Objekts die Argumente von Galileo für die heliozentrisches Modell . Sie ist jedoch auch das jüngste Beispiel für eine Supernova, die in unserer Galaxie beobachtet wurde. Seitdem ist nur eine Supernova in der Nähe des Hauses aufgetreten, die 1987 stattfand.
Dieses Ereignis, bekannt als SN 1987A, war eine Typ-II-Supernova, die im Große Magellansche Wolke , die Zwerggalaxie, die sich fast 168.000 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Ein Teil des Problems hat mit der Perspektive zu tun. Man könnte den Eindruck haben, Supernovae in unserer eigenen Galaxie zu beobachten, wäre einfacher als sie in fernen Galaxien zu entdecken, aber sie wären falsch.
Die Beobachtung von Supernovae in unserer Galaxie ist aus genau dem gleichen Grund schwieriger, weil Astronomen es schwerer haben, die wahre Größe und Dichte der Milchstraße abzuschätzen. Kurz gesagt, waren drin! Da wir in der Scheibe der Milchstraße untergebracht sind, ist es für Astronomen schwierig, die vielen, vielen Sterne zu sehen, die auch die Scheibe der Galaxie beheimaten.
Der Überrest von Keplers Supernova, beobachtet mit dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA. Bildnachweis: NASA/CXC/NCSU/M.Burkey
Die helleren und näher am Sonnensystem liegenden Sterne neigen dazu, die blasseren und weiter entfernten Sterne zu verdecken. Außerdem verhindert die Ausbuchtung im Zentrum der Milchstraße, dass wir überhaupt sehen können, was sich auf der anderen Seite der Galaxie befindet. Daher ist es viel schwieriger, eine genaue Einschätzung unserer eigenen Galaxie und der Vorgänge in ihr zu erhalten.
Zum Glück war 2006 ein internationales Team unter der Leitung von Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik verwendete Daten der Europäischen Weltraumorganisation Integrierter Satellit um zu berechnen, wie oft Supernovae auftreten. Basierend auf ihrer Analyse stellten sie fest, dass ein massereicher Stern etwa einmal explodiert alle 50 Jahre in der Milchstraße im Durchschnitt.
Mit anderen Worten, NGC 5468 erlebt in 20 Jahren das, was die Milchstraße 250 Jahre braucht (auch bekannt als Faktor von zwölfeinhalb). Man kann nicht anders, als sich durch diese Tatsache ein wenig gedemütigt zu fühlen. Glücklicherweise haben Wissenschaftler eine ziemlich gute Vorstellung davon, wann die nächste Supernova in unserer Galaxie auftreten wird – ein Dreifachsternsystem, das sich 8000 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.
Dieses Sternensystem ist offiziell gekennzeichnet 2XMM J160050.7-514245 wurde aber von Astronomen „Apep“ genannt (nach der ägyptischen Schlangengottheit). Da dieses System ein Beispiel für einen schnell rotierenden Wolf-Rayet-Stern ist – bestehend aus einem großen Stern mit zwei Begleitern, umgeben von einem massiven Staubrad – wird erwartet, dass es einen lang anhaltenden Gamma-Ray Burst (GRB) erzeugt, wenn es erfährt einen Gravitationskollaps.
Wenn das Sternensystem in einigen hunderttausend Jahren zur Supernova wird, wird dies aus zwei Gründen ein bedeutsames Ereignis sein. Es wird nicht nur das erste GBR in unserer Galaxie sein, das von Astronomen beobachtet wird, sondern es wird auch lange genug sichtbar sein, damit Astronomen es studieren können. Hoffen wir einfach, dass die Menschheit oder ein Ableger davon zu diesem Zeitpunkt da ist, um es zu schätzen.
Wie immer sagen uns Beobachtungen anderer Galaxien im Universum mehr über die Galaxie, die wir bewohnen. Bis der Tag kommt, an dem wir unsere Galaxie verlassen und auf sie zurückblicken können, werden wir gezwungen sein, auf diese Weise ein besseres Gefühl für unsere Umgebung zu bekommen.
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