Ursache für Tychos Supernova geklärt

Vor 445 Jahren leuchtete im Sternbild Kassiopeia mehrere Monate lang ein „neuer Stern“ auf – für den dänischen Astronomen Tycho Brahe damals ein Beweis, dass der Himmel im Gegensatz zur herrschenden Doktrin keineswegs unveränderlich ist. Analysen eines Forscherteams aus Australien, den USA und Deutschland zeigen nun, dass es sich bei diesem „neuen Stern“ um eine Supernova, ausgelöst durch den Zusammenstoß zweier Weißer Zwerge, handelte. Ähnliche Analysen könnten auch an anderen historischen Supernovae durchgeführt werden, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

„Supernovae des Typs Ia sind von großer Bedeutung für die Kosmologie“, betonen Tyrone Woods von der Monash University in Melbourne und seine Kollegen. Denn diese Sternexplosionen dienen Astronomen als Hilfsmittel bei der Vermessung des Universums. Der Verlauf der Helligkeit hängt bei Supernovae unmittelbar mit der maximalen Leuchtkraft der Explosion zusammen. Aus der Lichtkurve können Astronomen auf die wahre Helligkeit einer Supernova und damit auch auf ihre Entfernung schließen. „Doch trotz dieser immensen Bedeutung ist die Ursache dieser Sternexplosionen bislang ungeklärt“, so die Forscher.

Insbesondere zwei Szenarien dienen Astronomen als mögliche Erklärungen: So könnte es sich einerseits um die thermonukleare Explosion eines Weißen Zwergs handeln, der durch einen Materiezustrom von einem zweiten, größeren Stern eine bestimmte Massengrenze überschritten hat. Andererseits könnte es sich aber auch um zwei Weiße Zwerge handeln, die sich einander auf einer Spiralbahn nähern, kollidieren und so wiederum die Massengrenze überschreiten und explodieren. Astronomen versuchen hauptsächlich, bei neueren Supernovae nach den Vorgängersternen auf alten Archivbildern zu suchen, um zwischen diesen Möglichkeiten zu unterscheiden – bislang aber ohne großen Erfolg.

Woods und seine Kollegen präsentieren nun eine alternative Herangehensweise an das Problem: Wenn es sich bei einer Supernova um einen Weißen Zwerg gehandelt hat, der durch den Zustrom von Materie angewachsen ist, muss dieser Weiße Zwerg durch den Materiezustrom vor der Explosion für lange Zeit – etwa 100 000 Jahre lang – sehr heiß und leuchtkräftig gewesen sein. Die dadurch ausgesendete Strahlung wiederum würde für lange Zeit – auch noch nach der Explosion – im Weltall das Wasserstoffgas ionisieren. Mithilfe genauer Modelle haben die Astronomen diese Ionisation für Tychos Supernova von 1572 berechnet und mit den Beobachtungen verglichen. Es lässt sich keine Ionisation durch einen aufgeheizten Weißen Zwerg nachweisen. Die Abwesenheit der Ionisation sei konsistent mit der Verschmelzung zweier Weißer Zwerge, so die Forscher. Dieser Befund müsse nun durch ähnliche Analysen bei anderen historischen Supernovae abgesichert werden.