Ungewöhnlich helle Sternexplosion war optische Täuschung

Vor vier Jahren beobachteten Astronomen eine Supernova, die viel heller als vergleichbare Sternexplosionen erstrahlte. Beobachtungen eines internationalen Forscherteams liefern jetzt eine Erklärung für das ungewöhnliche Objekt: Es handelt sich um eine Art optische Täuschung. Eine im Vordergrund des explodierten Sterns liegende Galaxie wirkte als sogenannte Gravitationslinse und bündelte das Licht der fernen Supernova. Solche verstärkten Sternexplosionen könnten künftig bei der Vermessung der Expansion des Universums helfen, so die Astronomen im Fachblatt „Science“.

„Das Entdeckerteam ging davon aus, dass es sich bei PS1-10afx um eine neue Art von Supernova gehandelt hat – eine, die nicht von der bisherigen Theorie vorhergesagt wird“, erläutert Robert Quimby von der Universität Tokio. Doch Quimby und seine Kollegen hatten eine andere Idee: Die Supernova sei ganz normal, doch eine Gravitationslinse habe ihre Helligkeit etwa um das Dreißigfache verstärkt. „Von einer solchen Linse, einer Galaxie im Vordergrund, war jedoch leider nichts zu sehen.“ Die Helligkeit der Sternexplosion könnte sie aber, so Quimby und seine Kollegen, überstrahlt haben.

Supernova PS1-10afx

Inzwischen hat die Helligkeit der Sternexplosion erheblich abgenommen. „Wir konnten also neue Beobachtungen machen und nach den Spuren einer Gravitationslinse suchen“, so der Astrophysiker. Und tatsächlich wurde das Team fündig. Die Forscher stießen in der Strahlung der Galaxie, in der PS1-10afx explodiert war, auf eine Absorption durch Gas eines zweiten, im Vordergrund liegenden Sternsystems. Während das Licht der Supernova etwa neun Milliarden Jahre bis zur Erde benötigte, liegt die Gravitationslinse rund eine Milliarde Lichtjahre näher. Die Entfernung und die Masse dieses Sternsystems seien völlig konsistent mit der erforderlichen Verstärkung der Strahlung, so Quimby und seine Kollegen.

PS1-10afx ist eine Supernova des Typs Ia. Solche Sternexplosionen haben in der Astronomie eine besondere Bedeutung. Sie dienen den Himmelsforschern als sogenannte Standardkerzen bei der Vermessung des Kosmos, als einheitliche Lichtquellen also, mit denen sich große Entfernungen messen lassen. Denn aus dem Verlauf ihrer Helligkeitsentwicklung können die Forscher ihre wahre Helligkeit und damit auch ihre Entfernung bestimmen. Deshalb sind Astronomen froh, dass es für die ungewöhnliche Helligkeit von PS1-10afx eine einfache Erklärung gibt, welche die Standardkerzen nicht infrage stellt.

Durch Gravitationslinsen verstärkte Supernovae könnten sich künftig sogar als besonders nützlich erweisen. Denn die Lichtablenkung der Strahlung durch die Schwerkraft führt nicht nur zur Verstärkung, sondern auch zu einer Mehrfachabbildung. Bei PS1-10afx lagen die erwarteten vier Bilder zwar so eng zusammen, dass sie nicht voneinander zu trennen waren. Doch mit künftigen Teleskopen wäre eine Auflösung der Mehrfachbilder möglich. Da sich die Lichtwege der Bilder leicht voneinander unterscheiden, trifft die Strahlung der Supernova in jedem Bild zu einer anderen Zeit auf der Erde ein. Und aus dieser Zeitdifferenz – die etwa einen Tag beträgt – können Astronomen die Expansionsrate des Weltalls bestimmen. Mit vielen solchen Objekten könne man daher die Expansionsgeschichte des Kosmos rekonstruieren, so Quimby.