Eine neue Art heller Supernovae

Außergewöhnlich helle Sternexplosionen künden möglicherweise nicht, wie bislang gedacht, vom Ende außergewöhnlich massereicher Sterne. Stattdessen könnte die ungewöhnlich hohe Energie einer solchen Supernova von einem Magnetar stammen, von einem schnell rotierenden Neutronenstern mit einem starken Magnetfeld. Darauf deuten die Beobachtungen von zwei leuchtkräftigen Supernovae durch ein internationales Forscherteam hin. Das bislang favorisierte Erklärungsmodell könne den raschen Helligkeitsanstieg und die blaue Farbe der Sternexplosionen nicht erklären, schreiben die Astronomen im Fachblatt „Nature“.

„In jüngster Zeit wurde eine Reihe von Supernovae aufgespürt, die mehrere hundert Mal heller sind als gewöhnliche Sternexplosionen“, erklärt Matt Nicholl von der Universität Belfast. Normale Supernovae sind Sterne mit der zehn- bis zwanzigfachen Masse der Sonne, die ihren nuklearen Energievorrat verbraucht haben. Ihr Kernbereich kollabiert zu einem Neutronenstern, während eine gewaltige Explosion ihre äußeren Schichten ins All schleudert. Für die außergewöhnlich hellen Supernovae hatten die Astronomen bislang ein anderes theoretisches Modell parat: Bei ihnen handele es sich um Explosionen von Sternen mit mehr als der 140-fachen Sonnenmasse.

Das automatische Teleskop Pan-STARRS

Doch die Beobachtungen von zwei im Januar 2011 und im Mai 2012 mit dem automatischen Teleskop Pan-STARRS auf Hawaii entdeckten Supernovae durch Nicholl und seine Kollegen widersprechen dieser Vorstellung. Pan-STARRS hatte die Explosionen – im Gegensatz zu anderen leuchtkräftigen Supernovae – in einem so frühen Stadium aufgespürt, dass die Himmelsforscher den Helligkeitsanstieg beobachten konnten. Die Dauer dieses Anstiegs hängt von der Masse der bei der Explosion ausgestoßenen Materie ab. So berechneten Nicholl und seine Kollegen aus der Anstiegszeit von etwa zwei Monaten eine Masse von zehn bis zwanzig Sonnenmassen – viel zu wenig für einen extrem massereichen Stern.

Das Team geht deshalb davon aus, dass es sich doch um Kernkollaps-Explosionen von Sternen mit moderater Masse handelt. Woher aber kommt dann die ungewöhnlich hohe Energie? „Wir glauben, dass die entstandenen Neutronensterne sehr starke Magnetfelder besitzen und sich extrem schnell drehen – etwa dreihundertmal pro Sekunde“, so Nicholl. Über das Magnetfeld kann dann ein signifikanter Teil der Rotationsenergie in die herausgeschleuderten Außenschichten des explodierenden Sterns transportiert werden und so für die extreme Helligkeit sorgen. „Die uns vorliegenden Daten stimmen nahezu perfekt mit den Vorhersagen dieses Szenarios überein.“