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XMM
Die Supernova, die immer weiter leuchtet
von Stefan Deiters
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25. Juli 2005

1979 ereignete sich in der Galaxie M100 eine Supernova-Explosion, die den explodierten Stern für einige Zeit zum hellsten Objekt dieser Galaxie machte. Zur Verblüffung der Forscher ist das Objekt mit der Bezeichnung SN 1979C im Röntgenlicht immer noch genauso hell wie vor rund 25 Jahren - für  die Astronomen eine einzigartige Chance, die Geschichte des Sterns zu studieren.

M100

XMM-Newtons UV-Blick auf die Galaxie M100. [Großansicht]

M100

Röntgenblick auf M100. Die Spiralstruktur ist im Röntgenbereich nicht mehr auszumachen: Es dominieren Bereich mit heißem Gas - etwa das Zentrum der Galaxie. SN 1979C ist der orange Fleck der vom hellen Zentrum ausgeht (bei ungefähr 7 Uhr). Fotos: ESA / NASA / Immer et al.

Mit Hilfe des Röntgenteleskops XMM-Newton hat ein Team von Astronomen einen Supernova-Überrest unter die Lupe genommen, dessen Helligkeit sich seit seiner Explosion im Jahr 1979 im Röntgenbereich nicht verändert hat. Dadurch ist es den Forschern möglich, die Geschichte dieses Objektes sowohl vor als auch nach der Supernova zu studieren.

"Diese 25 Jahre alte Kerze in der Nacht erlaubt es uns, alle Aspekte einer Sternenexplosion im Detail zu studieren. So etwas war bislang nicht möglich", erläutert Teamleiter Dr. Stefan Immler vom NASA Goddard Space Flight Center, die Bedeutung der Beobachtungen. "All die wichtigen Informationen, die normalerweise einige Monate nach der Explosion verschwinden, sind immer noch da."

Sterne, die mehr als die zehnfache Masse unserer Sonne aufweisen, explodieren in der Regel, wenn der nukleare Brennstoff in ihrem Inneren zur Neige geht. Stoppt nämlich die Kernfusion in ihrem Inneren und damit auch die Energiezufuhr, gibt es nichts mehr, was sich der Anziehungskraft des Sterns entgegenstellen und einen Kollaps aufhalten kann: der Stern implodiert. Hat der Kern jedoch eine kritische Dichte erreicht, wird ein Großteil des kollabierenden Materials zurück ins All geschleudert.

Solche Supernova-Explosionen können mit ihrer Helligkeit ganze Galaxien überstrahlen. Selbst wenn sie sich in einer benachbarten Galaxie befinden, sind sie oft sogar noch mit Amateurteleskopen beobachtbar. Nach rund zehn Tagen hat sich aber ihre Helligkeit in allen Wellenlängenbereichen in der Regel bereits halbiert.

Auch die Helligkeit von SN 1979C hat sich im sichtbaren Bereich des Lichtes seit damals um den Faktor 250 verringert. Das Objekt kann gerade noch so mit guten Amateurteleskopen aufgespürt werden. Im Röntgenbereich allerdings ist SN 1979C nach wie vor das hellste Objekt in der Galaxie M100.

Die Analyse der Daten ergab, dass es sich bei dem Vorgängerstern von SN 1979C um einen Stern mit der 18-fachen Masse unserer Sonne handelte, der vor der Explosion über viele Millionen Jahre gewaltige stellare Winde ins All geblasen hat. Diese lassen sich heute als konzentrische Ringe um den Ort der Supernova-Explosion beobachten - ganz wie die Jahresringe eines Baumes.

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Das Röntgenlicht, das entstand, als die Stoßwelle der Explosion auf das Material des stellaren Windes traf und dieses auf Temperaturen von mehreren Millionen Grad erhitzte, gewährt dadurch nun einen Blick auf rund 16.000 Jahre stellare Aktivität: "Wir können das Röntgenlicht von SN 1979C wie eine Zeitmaschine benutzen und so das Leben eines Sterns studieren, der schon lange nicht mehr existiert", so Immler.

Das gelang natürlich nur, weil das Röntgenlicht seit der Explosion nicht schwächer geworden ist - ein Sachverhalt, der die Astronomen immer noch vor ein Rätsel stellt. Nach Kombination von Beobachtungen in den verschiedensten Wellenlängenbereichen glauben die Forscher aber, eine mögliche Ursache für das ungewöhnliche Verhalten von SN 1979C ausgemacht zu haben: die große Menge an stellaren Winden, die der Stern vor seiner Explosion produziert hat.

Den Wissenschaftler gelang es mit XMM-Newton auch, einen ultravioletten Blick auf die Supernova zu werfen. Die Daten bestätigen unabhängig von den Funden im Röntgenlicht die Erkenntnis, dass das Material rund um den früheren Stern eine extrem hohe Dichte hat: 10.000 Atome pro Kubikzentimeter, was 1.000-mal mehr ist, als sich beispielsweise im Sonnenwind findet.

Das UV-Bild von M100 zeigt die Galaxie zudem in bislang einmaliger Detailtreue. "XMM-Newton ist als überlegenes Röntgenteleskop bekannt, doch zeigt die Beobachtung von M100, wie wichtig es ist, dass der Satellit auch gleichzeitig im UV und optischen Bereich beobachten kann", betont der XMM-Projektwissenschaftler Dr. Norbert Schartel von der ESA. M100 liegt ungefähr 56 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Virgo-Galaxienhaufen. Sie liegt im Sternbild "Haar der Berenike".

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