Aus einer JPL-Pressemitteilung:
Neue Beobachtungen des Infrarot-Weltraumobservatoriums Herschel zeigen, dass ein explodierender Stern das Äquivalent von 160.000 bis 230.000 Erdmassen frischen Staubs ausgestoßen hat. Diese enorme Menge legt nahe, dass explodierende Sterne, Supernovae genannt, die Antwort auf das seit langem bestehende Rätsel sind, was unser frühes Universum mit Staub versorgte.
„Diese Entdeckung veranschaulicht die Macht, ein Problem in der Astronomie mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen anzugehen“, sagte Paul Goldsmith, der NASA Herschel-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, der nicht an der aktuellen Studie beteiligt ist. „Herschels Auge für längerwelliges Infrarotlicht hat uns neue Werkzeuge an die Hand gegeben, um ein tiefgreifendes kosmisches Mysterium zu lösen.“
Kosmischer Staub besteht aus verschiedenen Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen und anderen Atomen, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium. Es ist der Stoff, aus dem Planeten und Menschen gemacht sind, und er ist für die Sternentstehung unerlässlich. Sterne wie unsere Sonne wirbeln mit zunehmendem Alter Staubpartikel auf und bringen neue Generationen von Sternen und ihren umkreisenden Planeten hervor.
Astronomen fragen sich seit Jahrzehnten, wie in unserem frühen Universum Staub entstanden ist. Damals gab es sonnenähnliche Sterne noch nicht lange genug, um die enormen Staubmengen zu produzieren, die in fernen, frühen Galaxien beobachtet wurden. Supernovae hingegen sind Explosionen massereicher Sterne, die nicht lange leben.
Die neuen Herschel-Beobachtungen sind der bisher beste Beweis dafür, dass Supernovae tatsächlich die Staub erzeugenden Maschinen des frühen Kosmos sind.
Dieses Diagramm zeigt die Energie, die von einem Supernova-Überrest namens SN 1987A emittiert wird. Zuvor hatte das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA warmen Staub um das Objekt herum entdeckt. Bildnachweis: ESA/NASA-JPL/UCL/STScI
„Die Erde, auf der wir stehen, besteht fast ausschließlich aus Material, das im Inneren eines Sterns erzeugt wurde“, erklärte die leitende Forscherin des Vermessungsprojekts, Margaret Meixner vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. „Jetzt haben wir eine direkte Messung, wie“ Supernovae bereichern den Weltraum mit den Elementen, die sich zu Staub verdichten, der für Sterne, Planeten und Leben benötigt wird.“
Die Studie, die in der Zeitschrift Science vom 8. Juli erschien, konzentrierte sich auf die Überreste der jüngsten Supernova, die mit bloßem Auge von der Erde aus beobachtet werden konnte. Dieser Überrest namens SN 1987A ist das Ergebnis einer stellaren Explosion, die 170.000 Lichtjahre entfernt auftrat und 1987 auf der Erde zu sehen war. Als der Stern explodierte, hellte er sich am Nachthimmel auf und verblasste dann in den folgenden Monaten langsam. Da Astronomen die Phasen des Todes dieses Sterns im Laufe der Zeit miterleben können, ist SN 1987A eines der am gründlichsten untersuchten Objekte am Himmel.
Anfangs waren sich Astronomen nicht sicher, ob das Herschel-Teleskop diesen Supernova-Überrest überhaupt sehen könnte. Herschel erkennt die längsten Infrarotwellenlängen, kann also sehr kalte Objekte erkennen, die nur sehr wenig Wärme abgeben, wie beispielsweise Staub. Zufällig wurde SN 1987A während einer Herschel-Durchmusterung der Wirtsgalaxie des Objekts aufgenommen – einer kleinen Nachbargalaxie namens Große Magellansche Wolke (sie wird groß genannt, weil sie größer ist als ihre Schwestergalaxie, die Kleine Magellansche Wolke).
Nachdem die Wissenschaftler die Bilder aus dem Weltraum geholt hatten, waren sie überrascht, dass SN 1987A im Licht leuchtete. Sorgfältige Berechnungen ergaben, dass das Glühen von riesigen Staubwolken stammte – die aus 10.000-mal mehr Material bestanden als frühere Schätzungen. Der Staub ist minus 429 bis minus 416 Grad Fahrenheit (ungefähr minus 221 bis 213 Grad Celsius) – kälter als Pluto, der ungefähr minus 400 Grad Fahrenheit (204 Grad Celsius) hat.
„Unsere Herschel-Entdeckung von Staub in SN 1987A kann ein bedeutendes Verständnis des Staubs in der Großen Magellanschen Wolke liefern“, sagte Mikako Matsuura vom University College London, England, der Hauptautor des Science Papers. „Zusätzlich zu dem Rätsel, wie im frühen Universum Staub entsteht, geben uns diese Ergebnisse neue Hinweise auf Geheimnisse darüber, wie die Große Magellansche Wolke und sogar unsere eigene Milchstraße so verstaubt wurden.“
Frühere Studien hatten Hinweise darauf gefunden, dass Supernovae in der Lage sind, Staub zu produzieren. Zum Beispiel fand das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA, das kürzere Infrarotwellenlängen als Herschel erkennt, frischen Staub im Wert von 10.000 Erdmassen um den Supernova-Überrest namens Cassiopea A. Hershel kann noch kälteres Material und damit die kältesten Staubreservoirs sehen. „Die Entdeckung von Staub im Wert von bis zu 230.000 Erden um SN 1987A herum ist der bisher beste Beweis dafür, dass diese monströsen Explosionen tatsächlich mächtige Stauberzeuger sind“, sagte Eli Dwek, Co-Autor am NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md.
Herschel wird von der Europäischen Weltraumorganisation mit wichtigen Beiträgen der NASA geleitet.
Siehe auch die Pressemitteilung der ESA zu dieser Forschung.
