/CHIPASS/SPASS/N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin) (eROSITA/MPE (Röntgen) Es ist erstaunlich, was da draußen im Weltraum lauern kann, verborgen durch die Einschränkungen unserer Augen, unserer Technologie und unserer Vorurteile.
Astronomen haben gerade erst einen absolut kolossalen Supernova-Überrest gefunden, eine sich ausdehnende Staub- und Gaswolke, die von einer Sternexplosion übrig geblieben ist und in maximaler Entfernung einen Bereich des Himmels einnimmt, der fast 100-mal so groß ist wie der Vollmond (aus unserer Sicht). 4.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Werner Becker vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Deutschland hat den Überresten Hoinga nach dem mittelalterlichen Namen von Beckers Heimatstadt benannt.
Wie könnten wir es verpassen? Der Grund dafür ist, dass es nur im Röntgenlicht sichtbar ist und nur für eines der leistungsstärksten Röntgenteleskope, die wir bisher gebaut haben, das weltraumgestützte eROSITA, das 2019 gestartet ist.
(eROSITA/MPE (Röntgen)/CHIPASS/SPASS/N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin)
Oben: Röntgen- und Radiokomposit von Hoinga.
„Das eROSITA-Teleskop, das sich an Bord des russisch-deutschen SRG-Satelliten befindet, ist 25-mal empfindlicher als sein Vorgänger ROSAT, daher erwarteten wir, in den kommenden Jahren neue Supernova-Überreste zu entdecken, waren aber angenehm überrascht, als sofort einer auftauchte.“ sagte die Astronomin Natasha Hurley-Walker des Curtin University-Knotenpunkts des International Centre for Radio Astronomy Research in Australien.
„Zu unserer Aufregung kommt noch hinzu, dass Hoinga gemessen an der scheinbaren Größe der größte Supernova-Überrest ist, der jemals mittels Röntgenstrahlen entdeckt wurde: etwa 90-mal größer als der Vollmond.“
Supernovae haben zwei Hauptauslöser. Einer davon ist der Tod eines massereichen Sterns. Wenn ihnen das Material zum Verschmelzen in ihren Kernen ausgeht, führt der resultierende Abfall des äußeren thermischen Drucks dazu, dass der Druck nicht mehr ausreicht, um den Stern vor dem Zusammenbruch unter dem inneren Druck der Schwerkraft zu bewahren, und das Ganze gerät ins Wanken und der Kern kollabiert A Neutronenstern oder schwarzes Loch (oder es völlig auslöschen).
Der andere Auslöser ist eine Supernova vom Typ Ia, bei der ein Weißer Zwerg – der kollabierte Kern eines Vorläufersterns mit geringer Masse – so viel Material von einem binären Begleiter schluckt, dass er instabil wird und zum gleichen Ende kommt.
In beiden Szenarien wird eine expandierende Hülle aus der äußeren Materie des Sterns in den Weltraum geschleudert, wodurch Schockfronten entstehen, an denen sie in das interstellare Medium einschlägt. Das ist der Supernova-Überrest.
Die meisten Sterne in der Milchstraße sind massearm Schätzungsweise 90 Prozent aller Sterne sind Hauptreihenzwerge, die nicht in einer Supernova enden (Sterne, die derzeit „lebendig“ sind und Kerne in ihren Kernen verschmelzen), und weitere 9 Prozent sind tote Weiße Zwerge.
Obwohl es also eine gibt Schätzungsweise 100 Milliarden Sterne in der Milchstraße sind Supernovae-Explosionen selten; Astronomen gehen davon aus, dass alle 30 bis 50 Jahre ein Stern explodiert und eine leuchtende, energiereiche Wolke zurückbleibt, die etwa 100.000 Jahre anhält.
Künstlerische Darstellung einer Supernova. (ESA/Hubble, CC BY 4.0)
Bei diesem Tempo müssten derzeit etwa 1.200 Supernova-Überreste in der Milchstraße nachweisbar sein; aber wir kennen nur etwa 300. Das bedeutet, dass entweder unsere Berechnungen nicht stimmen oder dass wir sie aus irgendeinem Grund einfach nicht entdecken konnten. Hier kommt eROSITA ins Spiel.
Die meisten astronomischen Objekte senden Röntgenstrahlung aus, die für das bloße Auge unsichtbar ist. eROSITA, das für die Durchführung einer Himmelsdurchmusterung konzipiert wurde, ist viel empfindlicher als sein Vorgänger und hat aufschlussreiche Ergebnisse geliefert Röntgenobjekte, die wir noch nie gesehen haben .
Bisher unbekannte Supernova-Überreste sollten von eROSITA entdeckt werden, aber dennoch war Hoinga eine Überraschung, nicht nur, weil es so schnell gefunden wurde, sondern auch wegen des Ortes, an dem es gefunden wurde – weit entfernt von der galaktischen Ebene, wo sich die meisten Sterne der Milchstraße befinden ( und daher Supernova-Überreste) befinden.
Das Team verglich seine Ergebnisse noch einmal mit radioastronomischen Daten und fand schwache Hinweise darauf, dass Hoinga ein Jahrzehnt zurückreicht. In ROSAT-Daten, die vor 30 Jahren aufgenommen wurden, tauchte es sogar schwach auf.
„Bei der Durchsicht archivierter Radiodaten haben wir herausgefunden, dass Hoinga in bis zu zehn Jahre alten Durchmusterungen dort gesessen und darauf gewartet hatte, entdeckt zu werden. Da es sich jedoch hoch über der Ebene der Milchstraße befand, wurde es übersehen.“ Hurley-Walker erklärte .
„Supernova-Überreste werden normalerweise nicht in hohen galaktischen Breiten gefunden, daher stehen diese Gebiete normalerweise nicht im Fokus von Untersuchungen, was bedeutet, dass dort draußen möglicherweise noch mehr dieser übersehenen Überreste darauf warten, entdeckt zu werden.“
Das Team berechnete auf der Grundlage dieser Radiodaten, dass der Überrest zwischen 21.000 und 150.000 Jahre alt ist (aber wahrscheinlich am jüngeren Ende dieses Bereichs) und dass er sich relativ nahe an der Erde befindet, nämlich zwischen 1.470 und 3.915 Lichtjahre entfernt.
Sie konnten auch den Rest des Vorläufersterns nicht finden, was darauf hindeutet, dass es sich bei der Explosion um Typ Ia handelte. Dies stimmt auch mit dem Standort überein, da massereiche Sterne dazu neigen, sich in der galaktischen Ebene zu konzentrieren.
eROSITA wird insgesamt acht Himmelsdurchmusterungen durchführen. Das Team hofft, dass Daten aus zukünftigen Untersuchungen dazu beitragen werden, die Natur von Hoinga aufzudecken – und viele weitere „fehlende“ Supernovae in der Milchstraße zu finden.
Die Forschungsergebnisse des Teams sollen in erscheinen Astronomie und Astrophysik , und ist verfügbar unter arXiv .