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HUBBLE
Explodierte Riesenstern zu früh?
von Stefan Deiters
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24. März 2009

Mit Hilfe von Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble wurde jetzt der Vorgängerstern einer Supernova identifiziert, die im Jahr 2005 zu beobachten war. Der Stern war vor seiner Explosion über eine Millionen Mal heller als unsere Sonne und eigentlich deutlich zu jung für ein solch explosives Ende. Stimmen also die Theorien über die Entwicklung äußerst massereicher Sterne nicht?

SN 2005gl

Die Galaxie NGC 266 mit der Supernova SN 2005gl (oben), darunter das Hubble-Archivbild von 1997 (links), die Supernova selbst (Mitte) und die Hubble-Nachbeobachtung von 2007 (rechts). Bild: Puckett Observatory / NASA, ESA und A. Gal-Yam (Weizmann Institute of Science, Israel), D. Leonard (San Diego State University) und D. Fox (Penn State University) [Großansicht]

"Unser Fund könnte bedeuten, dass unsere Modelle über die Entwicklung von massereichen Sternen noch einen fundamentalen Fehler enthalten", fasst Avishay Gal-Yam vom Weizmann Institute of Science im israelischen Rehovot die Ergebnisse des Forscherteams zusammen, die jetzt in der Onlineausgabe der Fachzeitschrift Nature erschienen sind. Der explodierte Stern, dessen Ausgangsmasse auf etwa die 100-fache Masse unserer Sonne geschätzt wird, wäre nämlich nach den aktuellen Theorien noch zu jung gewesen, um als Supernova zu explodieren. Für ein solch dramatisches Ende im Leben eines Sterns ist, so zumindest die bisherige Ansicht, ein massereicher Eisenkern im Inneren des Sterns notwendig, der aus der nuklearen Asche entsteht. Eine Implosion dieses Kerns löst dann die Supernova-Explosion aus.

Die Supernova SN 2005gl wurde am 5. Oktober 2005 in der Balken-Spiralgalaxie NGC 266 beobachtet. Auf Bildern aus dem Hubble-Archiv aus dem Jahre 1997 befand sich an dieser Stelle ein extrem helles Objekt, bei dem es sich vermutlich um einen Leuchtkräftigen Blauen Veränderlichen (kurz LBV) handelte, "weil kein anderer Sternentyp sonst so hell ist", erklärt Gal-Yam. Im Laufe seiner Entwicklung stößt ein LBV große Teile seiner Masse durch einen heftigen Sternenwind ins All ab. Erst dann kann sich ein großen Eisenkern entwickeln und der Stern letztlich als Supernova explodieren.

Nach den gängigen Theorien sollten extrem massereiche Sterne mit einer Masse von der 100-fachen Masse der Sonne oder mehr zunächst ihre gesamte Wasserstoff-Hülle verlieren, bevor sie als Supernova enden. Eta Carinae ist beispielsweise ein Stern in unserer Milchstraße, dem die Astronomen dieses Schicksal vorhersagen. "Die jetzigen Beobachtungen zeigen deutlich, dass viele Details über die Entwicklung und das Schicksal von LBVs noch im Dunklen liegen", urteilt Supernova-Experte Mario Livio vom Space Telescope Science Institute im amerikanischen Baltimore.

"Der Fund des Vorgängersterns von SN 2005gl zeigt, dass zumindest in einigen Fällen, massereiche Sterne explodieren können, bevor sie den größten Teil ihrer Wasserstoffhülle ins All abgestoßen haben", erläutert Team-Mitglied Douglas Leonard vom der San Diego State University. "Das deutet darauf hin, dass die Entwicklung des Kerns und der Hülle weit weniger gekoppelt sind, als man das bislang angenommen hat und das man die Theorie über die Entwicklung von Sternen möglicherweise überarbeiten muss."

Es gibt allerdings noch eine andere Möglichkeit: Bei dem Vorgängerstern von SN 2005gl könnte es sich um ein verschmelzendes Doppelsternsystem gehandelt haben. Durch die Verschmelzung könnte die Kernfusion neuen Schwung bekommen und der Stern dadurch heller gewirkt haben als er angesichts seines Entwicklungsalters eigentlich hätte sein sollen. Doch auch dies löst nicht alle Probleme: "Auch das deutet darauf hin, dass es noch einen anderen Mechanismus geben könnte, durch den Supernova-Explosionen ausgelöst werden", so Gal-Yam. "Vielleicht haben wir etwas sehr Wesentliches in der Massenverlustphase von sehr hellen Sternen übersehen."

Nach Gal-Yams Analyse ist nur ein sehr kleiner Teil der Masse des Sterns bei der Explosion ins All geschleudert worden. Das meisten Material wurde vom kollabierenden Kern angezogen, so dass sich an dieser Stelle jetzt wohl ein Schwarzes Loch mit einer Masse von mindestens zehn bis 15 Sonnenmassen befindet.

Die Astronomen hatten den Vorgängerstern auf Hubble-Archivbildern von NGC 266 aus dem Jahr 1997 entdeckt. Mit dem Keck-Teleskop bestimmten sie dann die genaue Position von SN 2005gl und überprüften anschließend mit Hubble, ob der leuchtkräftige Stern tatsächlich verschwunden war. Um ganz sicher zu gehen, verwendeten sie bei ihren Beobachtungen im Jahr 2007 sogar das gleiche Instrument, das auch 1997 verwendet worden war, die Wide Wield and Planetary Camera 2.

Bislang wurden nicht viele Vorgängersterne von Supernova-Explosionen in den Archiven der Teleskope entdeckt. Zwar gibt es einige Kandidaten, zweifelsfrei ist die Entdeckung allerdings nur für den Vorgängerstern der Supernova SN 1987A gelungen.  

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