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SUPERNOVA Ia
Astronomen kreisen Ursache weiter ein
von Stefan Deiters
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23. November 2012

Supernovae vom Typ Ia gelten in der Astronomie als wichtige Entfernungsindikatoren und haben beispielsweise bei der Entdeckung der Dunklen Energie eine entscheidende Rolle gespielt. Über ihren Auslöser gibt es zwei Theorien. Neue Beobachtungen mit dem Large Binocular Telescope lieferten nun einen weiteren Hinweis darauf, dass Paare aus Weißen Zwergen Auslöser dieser Sternexplosionen sind.

Messier 101

Die Supernova SN 2011fe in der Galaxie Messier 101.  Bild: B. J. Fulton, Las Cumbres Observatory Global Telescope Network / Lawrence Berkeley National Laboratory [Großansicht]

Für ihre Beobachtungen der Supernovae SN 2011fe nutzten Professor Kris Stanek von der Ohio State University und seine Mitarbeiter den Multi-Object Double Spectrograph (MODS), der am Large Binocular Telescope (LBT) montiert ist. Dieses Teleskop auf dem Mount Graham in Arizona verfügt über zwei nebeneinander angeordnete 8,4 Meter große Hauptspiegel und gilt als eines der leistungsfähigsten Teleskope der Welt.

Supernovae vom Typ Ia spielen in der Astronomie eine äußerst wichtige Rolle. Diese hellen Sternexplosionen sind nämlich noch in großer Entfernung auszumachen und sollten, so die Theorie der Astronomen, eine klar definierte Helligkeit besitzen. Die Beobachtung einer solchen Explosion erlaubt es damit, ihre Entfernung zu bestimmen. So basierte die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums auf der Beobachtung von weit entfernten Supernovae vom Typ Ia. Für diese beschleunigte Expansion, deren Nachweis im vergangenen Jahr mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet wurde, macht man die "Dunkle Energie" verantwortlich.

Doch wie genau kommt es eigentlich zu einer Supernova vom Typ Ia? Über diese Frage diskutieren Astronomen schon seit vielen Jahren. Als sicher gilt, dass letztlich ein Weißer Zwerg, also der ausgebrannte Rest eines sonnenähnlichen Sterns, für die Explosion verantwortlich ist. Wodurch diese allerdings ausgelöst wird, diskutieren die Forscher noch. So könnte beispielsweise von einem normalen Stern oder einem Riesenstern, der mit dem Weißen Zwerg ein Doppelsternsystem bildet, so lange Material abgezogen werden, bis der Weiße Zwerg zu massereich geworden ist und explodiert. Bei dem Partner des Weißen Zwergs könnte es sich aber auch um einen weiteren Weißen Zwerg handeln - eine Hypothese, die gerade in letzter Zeit immer mehr Unterstützer fand (astronews.com berichtete).

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"Wir wollen wirklich mehr über diese Supernovae wissen, weil sie für unser Verständnis über die Expansion des Universums so wichtig sind", erklärt Stanek. "In den vergangenen Jahren gab es zahlreiche Beobachtungen und ich denke, dass viele Astronomen allmählich beginnen, eine Erklärung zu akzeptieren, nämlich dass zwei Weiße Zwerge verantwortlich sind." Allerdings, so Stanek, würden die alternativen Modelle immer wieder auftauchen, "wie Zombies, die einfach nicht sterben. Mit dieser Studie haben wir nach einem endgültigen Zombie-'Killer' gesucht und wir glauben, ihn gefunden zu haben."

Ziel der MODS-Beobachtungen der Astronomen war die "Feuerradgalaxie" Messier 101, die in rund 21 Millionen Lichtjahren Entfernung im Sternbild Großer Bär liegt. Hier hatte sich im vergangenen Jahr mit der Supernova 2011fe die erdnächste Supernova vom Typ Ia seit 20 Jahren ereignet - ein ideales Ziel also, um mit dem leistungsstarken Spektrometer detaillierte Untersuchungen des Lichts der Supernova vorzunehmen.

"Wenn es sich bei dem Begleiter des Weißen Zwergs um einen Stern wie die Sonne oder sogar einen roten Riesenstern gehandelt hat, müssten wir im Signal große Mengen an Wasserstoff sehen - vielleicht sogar eine halbe Sonnenmasse an Material, weil der Begleiter einfach weggeblasen wird", erklärt Ben Shappee, der die Studie im Rahmen seiner Doktorarbeit durchführte. "Stattdessen haben wir höchstens ein Zehntel eines Prozents der Masse der Sonne an Wasserstoff gesehen. Das deutet darauf hin, dass der Begleiter des Weißen Zwergs aus fast gar keinem Wasserstoff bestand und vermutlich auch ein Weißer Zwerg ist."

Inwieweit dieses Resultat nun für alle Supernova-Explosionen dieses Typs Gültigkeit hat, werden wohl weitere Untersuchungen zeigen müssen. Die Fraktion des "Zwei-Weiße-Zwerge"-Modells hat mit diesen Beobachtungen aber auf jeden Fall wieder ein Argument mehr für ihre Theorie. Die Astronomen berichten über die Resultate ihrer Studie in einem Artikel in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal.

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