Keplers Supernova. (Röntgen: NASA/CXC/SAO/D.Patnaude, optisch: DSS) Im Jahr 1604 wurde ein Weißer Zwerg zur Supernova. Dies ist ein ganz normales Verhalten für einen Weißen Zwerg. Aber dieser in einer Entfernung von nur 20.000 Lichtjahren von der Erde war mit bloßem Auge sichtbar und wurde von Astronomen auf der ganzen Welt, darunter auch deutschen Astronomen, dokumentiert Johannes Kepler .
Keplers Supernova, wie sie genannt wurde, dehnt sich bis heute aus, wobei die Eingeweide des Sterns in den Weltraum schießen. Und neueren Untersuchungen zufolge verlangsamt sich das Tempo nicht. Die Materialklumpen im Auswurf bewegen sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 8.700 Kilometern pro Sekunde (4.970 Meilen pro Sekunde) – über 25.000 Mal schneller als die Schallgeschwindigkeit in der Erdatmosphäre.
Sie denken vielleicht: „Na ja, der Weltraum ist ein reibungsfreies Vakuum, die Dinge werden sich einfach für immer bewegen“, aber eine Trümmerwolke könnte die Materialbewegung durch sie verlangsamen. Und es wurde angenommen, dass dies bei Keplers Supernova der Fall sein könnte.
Das liegt daran, dass Keplers Supernova, wie wir jetzt wissen, eine sogenannte Typ-Ia-Supernova war. Diese treten auf, wenn ein Weißer Zwerg in einem Doppelsternsystem seinen Begleiter ausschlachtet und so viel Masse ansammelt, dass er nicht mehr stabil ist – was zu einem kosmischen Kaboom führt.
Doch nicht das gesamte Material, das dem Begleitstern entzogen wird, gelangt auf den Weißen Zwerg. Stattdessen sammelt es sich in einer Wolke, die das Doppelsternsystem umgibt, dem sogenannten zirkumstellaren Medium. Wenn der Weiße Zwerg zur Supernova wird, explodiert er in dieses Medium.
Aufgrund ihrer Nähe und relativen Aktualität ist Keplers Supernova heute eines der wichtigsten Objekte in der Milchstraße für die Untersuchung der Entwicklung von Supernovae vom Typ Ia. Und eine Fülle jahrzehntelanger Daten hat dazu beigetragen, aufzudecken, wie schnell sich der Supernova-Auswurf bewegt.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung der Matthew Millard University of Texas in Arlington nutzte Bilder der Supernova, die das Chandra-Röntgenobservatorium aus den Jahren 2000, 2004, 2006, 2014 und 2016 aufgenommen hatte, um 15 Knoten Material im Supernova-Auswurf zu verfolgen und deren Veränderungen zu beobachten in der Lage, ihre Geschwindigkeit im dreidimensionalen Raum zu berechnen.
Einige der Knoten scheinen sich zu verlangsamen, wie man es aufgrund der Wechselwirkung mit dem zirkumstellaren Medium erwartet.
Zur Überraschung des Teams zeigen ihre Messungen, dass sich andere Knoten 400 Jahre nach dem Ereignis nahezu frei ausdehnen – und dass ihre Geschwindigkeiten mit durchschnittlich 4.600 Kilometern pro Sekunde (2.860 mps) denen ähneln, die bei optischen Beobachtungen von Supernovae beobachtet wurden in anderen Galaxien erst Tage oder Wochen nach der eigentlichen Explosion.
Dies deutet darauf hin, dass zumindest ein Teil des Supernova-Materials ungebremst durch das zirkumstellare Medium strömen kann.
Interessanterweise sind die Richtungen dieser Knoten nicht gleichmäßig verteilt. Acht der 15 Knoten entfernen sich von der Erde; nur zwei bewegen sich darauf zu (die Richtung der restlichen fünf konnte nicht ermittelt werden).
Diese Richtungsasymmetrie lässt vermuten, dass die Explosion selbst asymmetrisch gewesen sein könnte; Oder es gibt eine Asymmetrie im zirkumstellaren Medium entlang unserer Sichtlinie. Dies lässt sich jedoch zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht wissen – weitere Untersuchungen sind erforderlich.
Die Asymmetrie kann jedoch Aufschluss über die Supernova-Explosion selbst geben. Vier der schnelleren Knoten liegen nahe beieinander, bewegen sich in die gleiche Richtung und weisen ähnliche Elementhäufigkeiten auf. Dies deutet laut den Forschern darauf hin, dass sie aus derselben Region auf der Oberfläche des Vorläufers des Weißen Zwergs stammten.
Insgesamt deuten ihre Ergebnisse darauf hin, dass die Supernova selbst für einen Typ Ia ungewöhnlich energiereich gewesen sein könnte. Die Messung der Geschwindigkeiten weiterer Auswurfknoten in den kommenden Jahren könnte dazu beitragen, ihre Messungen und Berechnungen zu bestätigen, eine vollständigere dreidimensionale Karte der Materialverteilung zu erstellen und Einschränkungen hinsichtlich der genauen Energie dieser Explosion festzulegen.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal .