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GAIA
Astrometrie-Satellit spürt erste Supernova auf
von Stefan Deiters
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18. September 2014

Vor wenigen Wochen erst begann der ESA-Astrometrie-Satellit Gaia mit seiner wissenschaftlichen Arbeit, jetzt hat er die erste Supernova entdeckt. Die Explosion ereignete sich in einer Entfernung von rund 500 Millionen Lichtjahren. Bald hoffen die Astronomen, mit Gaia jeden Tag bis zu drei Ereignisse dieser Art aufspüren zu können.

Gaia14aaa

Blick des Liverpool Telescope auf La Palma auf die Galaxie SDSS J132102.26+453223.8 mit der von Gaia entdeckten Supernova Gaia14aaa. Bild: M. Fraser/S. Hodgkin/L. Wyrzykowski/H. Campbell/N. Blagorodnova/Z. Kostrzewa-Rutkowska/Liverpool Telescope

Die eigentliche Aufgabe des europäischen Astrometrie-Satelliten Gaia ist es, die Position und die Bewegung von Sternen der Milchstraße mit einer bislang unerreichten Präzision zu vermessen. Der Satellit war am 19. Dezember 2013 gestartet worden und hatte einige Wochen später den sogenannten Lagrange-Punkt L2, der 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt auf der sonnenabgewandten Seite unseres Planeten liegt, erreicht. Nach einer mehrmonatigen Test- und Kalibrierungsphase (astronews.com berichtete wiederholt) begann man am 25. Juli mit dem wissenschaftlichen Programm.

Gaia soll mit seinen zwei Teleskopen ständig den Himmel abtasten und im Verlauf der auf fünf Jahre ausgelegten Mission die Position und Bewegung von etwa einer Milliarde Sternen mit großer Genauigkeit vermessen. Zudem sind Beobachtungen vorgesehen, die etwas über die Temperatur, Helligkeit und chemische Zusammensetzung der Sterne verraten. Das Ergebnis soll die bislang genauste Karte unserer Milchstraße in 3D sein, die den Wissenschaftlern auch wichtige Informationen über die Geschichte unserer Heimatgalaxie liefern wird.

Um die gewünschten Informationen über die Sterne zu erhalten, visiert Gaia bestimmte Bereiche des Himmels immer wieder an. Dabei werden natürlich auch Änderungen sichtbar, die sich zwischen zwei Beobachtungen des gleichen Himmelsbereichs ergeben. Genauso war es im Fall einer Galaxie in rund 500 Millionen Lichtjahren Entfernung, deren Helligkeit im Vergleich zu einer einen Monat zurückliegenden Beobachtung deutlich zugenommen hatte.

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"Diese Art wiederholter Durchmusterung eignet sich hervorragend für die Untersuchung der wandelbaren Natur des Himmels", erklärt Simon Hodgkin vom Institute of Astronomy der Universität im englischen Cambridge. "Da Gaia jeden Teil des Himmels immer wieder anvisiert, haben wir die Möglichkeit, Tausende von 'Gaststernen' am Firmament zu entdecken", so Hodgkin weiter. "Diese nur vorübergehend sichtbaren Quellen können als Wegweiser zu den gewaltigsten Phänomenen im Universum dienen - wie etwa zu dieser Supernova."

Hodkins gehört zum sogenannten Science Alert Team von Gaia, das die Daten, die das Teleskop liefert, nach auffälligen und unerwarteten Veränderungen durchsieht. Die erste "Anomalie" entdeckte das Team am 30. August: Eine Galaxie, die plötzlich deutlich heller erschien, als während einer vorherigen Beobachtung. "Wir hatten sofort den Verdacht, es könnte sich um eine Supernova handeln, brauchten jedoch noch weitere Hinweise, um diese Vermutung zu bestätigen", so Łukasz Wyrzykowski vom Astronomischen Observatorium der Universität in Warschau.

Für einen solchen Helligkeitsanstieg können nämlich auch andere kosmische Phänomene verantwortlich sein, wie etwa ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie, das plötzlich eine große Menge an Material verschlingt. Allerdings schien sich im Falle des von Gaia beobachteten Ereignisses der verantwortliche Lichtfleck nicht genau im Zentrum der Galaxie zu befinden.

Um jedoch Gewissheit zu erhalten, nahmen sich die Astronomen auch die Spektren vor, die Gaia von dem Objekt aufgenommen hatte. "Im Spektrum dieser Quelle erkannten wir bereits Spuren von Eisen und weiteren Elementen, die bekanntermaßen in Supernovae zu finden sind", erklärt Nadejda Blagorodnova, die als Doktorandin in Cambridge arbeitet. Außerdem deutete das Spektrum darauf hin, dass es sich um eine Supernova vom Typ Ia handelt, also die Explosion eines Weißen Zwergsterns in einem Doppelsternsystem.

Um die These weiter zu untermauern, führte das Team zusätzliche Untersuchungen der inzwischen Gaia14aaa genannten Supernova mit erdgebundenen Teleskopen durch. Damit ließ sich nicht nur bestätigen, dass es sich tatsächlich um eine Supernova vom Typ Ia handelt, sondern auch die Entfernung der Explosion abschätzen. Die Explosion hatte sich danach tatsächlich in der Galaxie ereignet, in der sie von Gaia beobachtet wurde.

"Dies ist die erste Supernova in einer langen Reihe von Entdeckungen, die wir von Gaia erwarten", erklärt Timo Prusti, der ESA-Projektwissenschaftler für Gaia. Wenn sich das Team etwas eingearbeitet hat, rechnet der Forscher mit der Entdeckung von rund drei Supernovae pro Tag - eine beachtliche Zahl, angesichts der Seltenheit dieser Ereignisse. In normalen Galaxien kommen Supernovae nicht häufiger als einige wenige Male pro Jahrhundert vor. "Der Himmel ist voll von besonderen Lichtquellen und wir freuen uns darauf, in den kommenden Jahren viele davon mit Gaia untersuchen zu können", so Prusti.  

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siehe auch
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Gaia: Astrometrie-Satellit erreicht Arbeitsorbit - 8. Januar 2014
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Gaia: Satellit für die nächste Astronomengeneration - 15. Mai 2001
Links im WWW
ESA
Gaia blog, Seite der ESA
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