Zum ersten Mal haben Wissenschaftler die frühe Form einer Supernova-Explosion kartiert und dabei gezeigt, dass es sich bei diesem Sterntod nicht um die zuvor angenommenen symmetrischen Ereignisse handelt. Die Entdeckung, die durch schnelle Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) in Chile ermöglicht wurde, stellt bestehende Modelle darüber, wie massereiche Sterne sterben, in Frage und liefert wichtige Einblicke in die Physik dieser katastrophalen Ereignisse.
Ersterkennung und schnelle Reaktion
Am 10. April 2024 entdeckte das Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS) das erste Licht einer Supernova – der Explosion eines Sterns mit der 12- bis 15-fachen Masse unserer Sonne. Innerhalb von 26 Stunden richteten Astronomen das VLT auf das Ereignis mit der Bezeichnung SN 2024ggi, das sich etwa 22 Millionen Lichtjahre entfernt in der Galaxie NGC 3621 befand. Diese Geschwindigkeit war entscheidend; Die ursprüngliche Form der Explosion wäre innerhalb eines Tages verschleiert worden, da die Stoßwelle mit dem umgebenden Gas interagierte.
Die unerwartete Form
Die mit einer Technik namens Spektropolarimetrie gewonnenen Daten zeigten, dass die anfängliche Stoßwelle nicht kugelförmig war. Stattdessen war es entlang einer Achse gestreckt und ähnelte einer Olive. Das bedeutet, dass die Energie nicht gleichmäßig in alle Richtungen freigesetzt wurde, was dem herkömmlichen Verständnis eines Sternkollapses widerspricht.
Dieser Befund ist bedeutsam, weil er darauf hindeutet, dass während der Explosion ein Richtungsmechanismus im Spiel ist, der in früheren Modellen nicht berücksichtigt wurde. Die frühe Asymmetrie legt nahe, dass die Physik, die Supernova-Ausbrüche bestimmt, komplexer ist als bisher angenommen.
Wie Stellar Death funktioniert: Eine kurze Erklärung
Massive Sterne behalten ihre Form durch einen ständigen Kampf zwischen der nach innen ziehenden Schwerkraft und dem nach außen gerichteten Druck der Kernfusion. Wenn die Fusion stoppt, gewinnt die Schwerkraft und der Stern kollabiert. Dieser Kollaps erzeugt eine Schockwelle, die den Stern auseinanderreißt und dabei immense Energie freisetzt.
Traditionell gingen Astronomen davon aus, dass sich diese Stoßwelle kugelförmig ausdehnen würde. SN 2024ggi zeigt jedoch, dass der anfängliche Ausbruch nicht gleichmäßig war, was auf eine Tendenz zur Explosionsrichtung hindeutet. Selbst zehn Tage später waren die wasserstoffreichen äußeren Schichten des Sterns auf derselben Achse ausgerichtet, was bewies, dass die Richtungsform nicht nur eine frühe Anomalie war.
Implikationen für Supernova-Modelle
Das FORS2-Instrument des VLT, das für diese Messung einzigartig auf der Südhalbkugel positioniert ist, lieferte wichtige Daten. Die Beobachtungen haben bereits einige existierende Supernova-Modelle ausgeschlossen, andere jedoch bestätigt und den Wissenschaftlern ein besseres Verständnis dafür gegeben, wie diese Explosionen entstehen.
„Dies ist eine grundlegende Frage in der Astrophysik: Wie beenden massereiche Sterne ihr Leben? Diese Entdeckung stellt eine neue Einschränkung für Modelle dar und könnte zu einem besseren Verständnis der Prozesse führen, die das Universum formen.“
Die am 12. November 2024 in Science Advances veröffentlichte Studie markiert einen Wendepunkt in der Supernova-Forschung. Durch die erstmalige Erfassung der ursprünglichen Form einer Supernova haben Astronomen ein neues Fenster zum gewaltsamen Tod von Sternen und der zugrunde liegenden Physik, die sie antreibt, geöffnet. Dieser Durchbruch wird zweifellos unser Verständnis darüber verändern, wie schwere Elemente entstehen und sich im Kosmos verteilen.
