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CASSIOPEIA A
Kohlenmonoxid in Supernova-Überrest
von Stefan Deiters
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14. Februar 2012

Mit Hilfe des japanischen Infrarot-Weltraumteleskops AKARI haben Wissenschaftler Kohlenmonoxid im rund zehn Millionen Grad heißen Gas des jungen Supernova-Überrests Cassiopeia A nachgewiesen. Nun rätseln die Forscher, wie sich der überraschende Fund mit ihren bisherigen Vorstellungen über die Entstehung und Ausbreitung von Kohlenstoff und Molekülen im interstellaren Medium verträgt.

Cas A

Bild des Supernova-Überrestes Cassiopeia A in einer Aufnahme der Teleskope Spitzer und Chandra. Das Kohlenmonoxid findet sich in den grünlichen Bereichen. Unten links eines der von AKARI gemessenen Spektren in einer Region.  Bild: J. Rho / NASA / JPL-Caltech / CXC (Cas A), J. Rho / JAXA / SETI Institute (Spektrum) [Großansicht]

Bei der Untersuchung des jungen Supernova-Überrestes Cassiopeia A mit Hilfe des japanischen Weltraumteleskops AKARI haben Wissenschaftler jetzt eine bemerkenswerte Entdeckung gemacht: In mehreren Infrarotspektren, die in verschiedenen Bereichen des Objektes aufgenommen wurden, konnten sie eindeutig die Signatur von Kohlenmonoxid erkennen - und dies sowohl in den hellen Regionen der Stoßwelle, die vom Ort der stellaren Explosion ausgeht, als auch im Zentralbereich. Cassiopeia A liegt rund 11.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des bekannten Sternbilds Kassiopeia ("dem Himmels-W"). Die Supernova-Explosion hätten wir auf der Erde vor nur 330 Jahren beobachten können.

"Als ich diese wunderschönen Spektren von AKARI gesehen habe, hat mich die Tatsache, dass sich hier Kohlenmonoxid-Moleküle in zehn Millionen Grad heißem Gas befinden, besonders begeistert", erklärt Dr. Jeonghee Rho vom SETI Institute und dem SOFIA Science Center am NASA Ames Research Center. "Das ist so, als würde man Kohlenmonoxid-Moleküle im Zentrum der Sonne entdecken. Das Universum ist schon voller Überraschungen!"

Der Fund von Kohlenmonoxid im interstellaren Raum zwischen den Sternen ist nichts Ungewöhnliches, doch ist das Gas dort in der Regel ausgesprochen kalt. Das Team um Rho entdeckte nun ungewöhnlich warme Kohlenmonoxid-Moleküle, die zudem auch noch eine sehr hohe Dichte haben. Eigentlich sollten die Moleküle von hochenergetischen Elektronen und anderen schweren Atomen, die während der Supernova-Explosion entstehen, längst zerstört worden sein.

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Die Existenz von Kohlenmonoxid in Cassiopeia A war schon nach früheren Beobachtungen mit verschiedenen Weltraumteleskopen und erdgebundenen Instrumenten vermutet worden. Doch erst mit den spektroskopischen Untersuchungen von AKARI konnte die Existenz von Kohlenmonoxid in dem jungen Supernova-Überrest sicher nachgewiesen werden. Die Kombination von AKARI-Beobachtungen mit Daten des NASA-Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer zeigte, dass es offenbar "Klumpen" von Kohlenmonoxid-Molekülen gibt, die in der Umgebung des zehn Millionen Grad heißen Gases des Supernova-Überrestes überleben konnten.

"Die Kohlenmonoxid-Entdeckung ist eine Herausforderung für unser bisheriges Verständnis darüber, wie Moleküle im Auswurfmaterial von Supernovae entstehen und sich im Laufe der Zeit entwickeln", erläutert Isabelle Cherchneff von der Universität in Basel. "Sind die Kohlenmonoxid-Moleküle, die mit AKARI beobachtet wurden, nach der Explosion entstanden? Haben sie bis jetzt überlebt, weil sie in diesen Klumpen geschützt waren? Aus diesen faszinierenden Beobachtungsdaten ergeben sich zahlreiche interessante Fragen."

Supernova-Explosionen sind eine wichtige Quelle für schwerere Elemente im Universum. Die sterbenden Sterne reichern das interstellare Medium mit diesen Elementen an, die dann bei künftigen Sternentstehungsprozessen wieder in neue Sonnen und Planeten eingebaut werden und damit auch für die Entstehung komplexerer Moleküle zur Verfügung stehen. Wenn Kohlenstoff aber nun in Form von Kohlenmonoxid gebunden wird, könnte das Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von Kohlenstoff im interstellaren Medium haben. Zudem könnte der Fund bedeuten, dass auch weitere Moleküle, wie beispielsweise Siliciummonoxid, in der Lage sind, andere schwerere Elemente zu binden.

Die Wissenschaftler berichten über ihre Beobachtungen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astrophysical Journal Letters erschienen ist.

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siehe auch
Cassiopeia A: Neutronenstern mit Kohlenstoff-Atmosphäre? - 11. November 2009
Chandra: Cassiopeia A zum Leben erweckt - 7. Januar 2009
Supernovae: Das Geheimnis von Cassiopeia A - 30. Mai 2008
Spitzer: Staubiger Supernova-Überrest - 22. Dezember 2007
Cassiopeia A: Ein recht lebendiger "toter" Stern - 10. Juni 2005
Chandra: Wiedersehen mit Cassiopeia A - 31. August 2004
Hubble Heritage: Farbenpracht in Cassiopeia A - 4. Juli 2002
XMM-Newton: Scharfer Blick auf Supernova-Überrest - 29. November 2001
Chandra: "Ein Traum wurde wahr" - 27. August 1999
Links im WWW
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