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HUBBLE, SPITZER & CHANDRA
Das Geheimnis von Keplers Supernova
von Stefan Deiters
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8. Oktober 2004

Vor fast genau 400 Jahren erschien plötzlich ein neuer Stern am Nachthimmel, der mit seiner Helligkeit den nahen Planeten Konkurrenz machte. Unter den erstaunten Beobachtern war auch ein prominenter Astronom: Johannes Kepler. Heute versuchen gleich drei Weltraumteleskope hinter das Geheimnis von Keplers Supernova zu kommen, der letzten Sternenexplosion dieser Art in der Milchstraße.

Keplers Supernova

Kombinierte Röntgen/ optische / Infrarot-Aufnahme von Keplers Supernova. Die Farben stehen für die unterschiedlichen Wellenlängenbereiche der Aufnahmen. Foto: NASA / ESA / R. Sankrit und W. Blair (Johns Hopkins University) [Großansicht]

Als am 9. Oktober 1604 ein neuer Stern am Abendhimmel erschien, hatten die Astronomen nur ihre Augen, um das Objekt zu studieren. Das Fernrohr wurde erst einige Jahre später erfunden. Den modernen Astronomen stehen heute die drei "Großen Observatorien" der NASA - das Hubble-Weltraumteleskop, das Chandra-Röntgenteleskop und das Infrarot-Teleskop Spitzer - zur Verfügung, um die Überreste von Keplers Supernova in verschiedenen Wellenlängenbereichen zu beobachten. Und genau das tat nun ein Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Ravi Sankrit und William Blair von der Johns Hopkins University in Baltimore.

Die aus sichtbaren, Röntgen- und Infrarot-Licht kombinierte Aufnahme zeigt ein blasenförmiges Gebilde aus Gas und Staub, das einen Durchmesser von 14 Lichtjahren hat und sich mit einer Geschwindigkeit von 6 Millionen Kilometern pro Stunde ins All ausdehnt. Jedes der drei Teleskope hebt dabei bestimmte Eigenschaften dieser Supernova besonders gut hervor: "Multi-Wellenlängen-Beobachtungen sind absolut notwendig, um ein komplettes Bild davon zu erhalten, wie sich Supernova-Überreste entwickeln", erläutert Sankrit. "Die Infrarot-Daten werden beispielsweise dominiert von dem aufgeheizten interstellaren Staub, während man im optischen und Röntgenbereich unterschiedliche Temperaturen des Gases identifizieren kann," ergänzt Blair. "Um das komplexe Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten zu verstehen, sind eine ganze Reihe von Beobachtungen nötig."   

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Die Explosion eines Sterns ist ein dramatisches Ereignis. Die dabei entstehende Schockwelle expandiert mit einer Geschwindigkeit von mehr als 35 Millionen Kilometern pro Stunde ins All. Dabei komprimiert sie Gas und Staub zu sich ausdehnenden Schalen, die irgendwann einmal von den Überresten des Sterns erreicht werden, wodurch sich der innere Bereich der Schale erhitzt und im Röntgenbereich zu leuchten beginnt. Im sichtbaren Bereich des Lichtes, in dem Hubbles Advanced Camera for Surveys Aufnahmen macht, lässt sich erkennen, wo die Schockwelle der Explosion die Regionen mit der größten Dichte an interstellarem Gas erreicht. Die im Bild erkennbaren hell leuchtenden Knoten sind dichte Klumpen, die sich hinter der Schockwelle bilden. Sankrit und Blair haben die Hubble-Bilder mit Aufnahmen von erdgebundenen Teleskopen verglichen und so eine exaktere Entfernung für Keplers Supernova bestimmt: 13.000 Lichtjahre.

Die Daten von Chandra zeigen die Regionen, wo das Gas sehr heiß ist, beispielsweise direkt hinter der Schockfront. Kühleres Gas, das weniger energiereiche Röntgenstrahlung aussendet, findet sich dort, wo sich gerade die ins All geschleuderten Reste des Sterns befinden. Spitzer zeigt den Aufenthaltsort winzig kleiner Staubpartikel, die von der Schockwelle aufgeheizt werden und im Infraroten strahlen und kann zudem Informationen über die Zusammensetzung der expandierenden Wolke aus Gas und Staub liefern. Sie dürfte in etwa der des Materials ähneln, aus dem sich auch einmal unser Sonnensystem gebildet hat.

In den letzten 1.000 Jahren gab es in unserer Milchstraße insgesamt sechs bekannte Supernova-Explosionen. Nur im Fall von Keplers Supernova wissen die Astronomen bis heute nicht, um was für einen Stern es sich eigentlich handelte, der hier vor 400 Jahren explodiert ist. Das Forscherteam hofft, aus den den Daten der drei Weltraumteleskope hierauf eine Antwort zu finden. 

Links im WWW
Spitzer-Weltraumteleskop
Hubble-Weltraumteleskop
Chandra-Röntgenteleskop
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