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SUPERNOVAE
Erst Nova, dann Supernova
von Stefan Deiters
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28. August 2012

Wie genau entstehen Supernovae vom Typ Ia? Diese Frage beschäftigt Astronomen seit einiger Zeit und ist von besonderem Interesse, da dieser Supernova-Typ zur Entfernungsbestimmung verwendet wird. Nun konnten Astronomen zeigen, dass ein Stern zunächst zur Nova wurde, bevor er schließlich als Supernova explodierte.

PTF 11kx

So könnte das Vorläufersystem der Supernova PTF 11kx ausgesehen haben. Bild: Romano Corradi / Instituto de Astrofísica de Canarias

Wie kommt es zu Supernova-Explosionen vom Typ Ia? Diese Frage ist für Astronomen und vor allem für Kosmologen von einigem Interesse, da diese Sternexplosionen auch zur Bestimmung von Entfernungen im Universum benutzt werden. So schloss man etwa auf die beschleunigte Expansion des Universums - und damit auf die Dunkle Energie - aus Beobachtungen weit entfernter Supernovae.

Für die Entstehung von Supernovae vom Typ Ia kommen nach Ansicht der Wissenschaftler zwei Prozesse infrage und in beiden Fällen ist ein Weißer Zwergstern beteiligt: Entweder handelt es sich um ein Doppelsternsystem aus einem Weißen Zwergstern und einem Stern in einer früheren Entwicklungsphase oder aber um ein System aus zwei Weißen Zwergen. Im ersten Fall würde der Weiße Zwerg so lange Material von seinem Begleiter abziehen, bis er schließlich eine kritische Masse erreicht hat und explodiert. Im zweiten Fall würden die Weißen Zwerge kollidieren.

In letzter Zeit schienen mehr und mehr Beobachtungen darauf hinzudeuten, dass die Kollision Weißer Zwerge für Supernovae vom Typ Ia verantwortlich ist (astronews.com berichtete wiederholt). In einer in der vergangenen Woche in der Zeitschrift Science vorgestellten Studie wird aber nun gezeigt, dass sich zumindest eine Supernova vom Typ Ia auf ein System aus zwei verschiedenartigen Sternen zurückführen lässt, da das Vorläufersystem bereits Nova-Eruptionen gezeigt haben muss.

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Novae entstehen, so die Auffassung der Astronomen, in einem Doppelsternsystem aus einem Weißen Zwerg und einem anderen Stern. Auch hier zieht der Weiße Zwerg Material von seinem Begleiter ab und es kommt zu einer Explosion, die allerdings nicht so stark ist, dass sie den Zwergstern zerstört. Ein Stern kann daher auch wiederholt zur Nova werden.

Die von den Wissenschaftlern untersuchte Supernova PTF 11kx wurde mit Hilfe der Palomar Transient Factory (PTF) in einer rund 600 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie entdeckt. Rund um die Supernova spürten die Astronomen dann eine Hülle aus Gas auf, das teils aus Wasserstoffgas bestand und sehr wahrscheinlich von einer früheren Nova-Eruption stammt. Das Gas bewegte sich nämlich mit einer Geschwindigkeit, die zu gering war, um durch eine Supernova erklärt werden zu können, aber zu hoch, um nur ein einfacher stellarer Wind zu sein.

Doch wenn diese Theorie stimmt, sollte irgendwann das ins All geschleuderte Material der Supernova auf das langsamere Nova-Material treffen. Und genau dies konnten die Astronomen bei weiteren Beobachtungen - zwei Monate nach der Explosion - sehen. "Dies war die faszinierendste Supernova, die ich je untersucht habe", meinte Ben Dilday, der an der University of California in Santa Barbara und am Las Cumbres Observatory Global Telescope Network forscht. "Für einige Monate zeigte nahezu jede Beobachtung etwas, was wir zuvor noch nie gesehen hatten."

Novae kennt man auch in unserer Galaxie: So zeigt beispielsweise das System RS Ophiuchi etwa alle 20 Jahre einen Nova-Ausbruch. Es besteht aus einem Weißen Zwergstern und einem Roten Riesen (astronews.com berichtete wiederholt). Bislang glaubte man allerdings, dass der Weiße Zwerg bei einem Nova-Ausbruch mehr Material ins All abstößt, als er zwischen den Eruptionen vom Roten Riesen aufnimmt und er damit nie die kritische Masse erreichen kann, um als Supernova zu explodieren. Die neuen Beobachtungen von PTF 11kx zeigen nun, dass dies offenbar doch passieren kann.

Die Astronomen schätzen grob, dass zwischen 0,1 und zwanzig Prozent aller Supernova-Explosionen vom Typ Ia auf Systeme zurückzuführen sein könnten, die zuvor Nova-Eruptionen gezeigt haben. Für die Astronomen, die Supernova-Explosionen zur Entfernungsmessung verwenden und dafür eine möglichst exakte Vorhersage über den Helligkeitsverlauf der Explosion machen müssen, könnte die jüngste Entdeckung ein zusätzliches Problem bedeuten.

Die generellen Aussagen, die mithilfe von Supernovae-Explosionen bislang gemacht wurden, dürfte trotz des Funds allerdings weiterhin gültig bleiben: "Wir glauben nicht, dass dies die Existenz von Dunkler Energie infrage stellt", so Dilday. "Es zeigt allerdings, dass wir für ein besseres Verständnis der Dunklen Energie die Supernova-Explosionen besser verstehen müssen." 

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