Ein Amateurastronom hat eine einmal im Jahrzehnt auftretende Supernova entdeckt, von der Wissenschaftler hoffen, dass sie Aufschluss darüber gibt, wie sterbende massereiche Sterne seltsame Objekte wie Neutronensterne und Schwarze Löcher hervorbringen.
Am 19. Mai entdeckte der erfahrene Supernova-Beobachter Koichi Itagaki etwas Seltsames in einer Spiralgalaxie namens M101: einen hellen neuen Lichtpunkt. Etwa 21 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist die neue Supernova, die nun offiziell den Namen SN 2023ixf trägt, laut NASA die nächste Explosion seit fünf Jahren und die zweitnächste seit zehn Jahren.
„Ich brauchte etwa fünf Minuten, um zu bestätigen, dass es sich um eine Supernova handelte“, sagt Itagaki, der seit Beginn seines Hobbys im Jahr 2000 172 Supernova-Entdeckungen verzeichnet hat. „Die Entdeckung wurde bei schlechtem Wetter und vielen Wolken gemacht. Wir haben Glück.“
Wissenschaftler freuen sich über den Fund. Viele haben die letzten Tage damit verbracht, jedes verfügbare Teleskop zusammenzusammeln, um das himmlische Feuerwerk mitzuerleben und sich an der Flut eingehender Sichtungen zu erfreuen. „Ehrlich gesagt war ich zu aufgeregt, um zu schlafen“, sagt Yvette Cendes, Astronomin am Center for Astrophysics | Harvard und Smithsonian, die bereits dazu beigetragen haben, mehrere Studien der Supernova mit Radioobservatorien zu organisieren. „Die Datenerfassung ist jetzt das Wichtigste.“
Die Aufregung kommt von dem, was die Supernova eigentlich ist und was sie werden soll. Bei diesem Ereignis handelte es sich um eine Supernova vom Typ II, die auftritt, wenn einem massereichen Stern, der mindestens achtmal so groß wie unsere Sonne ist, der Treibstoff ausgeht. Da der Stern der Kraft seiner eigenen Schwerkraft nicht mehr standhalten kann, kollabiert er zu einem superdichten Überrest, etwa einem Schwarzen Loch oder einem Neutronenstern, und schleudert dabei Trümmer und Strahlung in den Weltraum.
Obwohl Wissenschaftler die Grundlagen dieses Prozesses kennen, lehnen sie niemals weitere Supernova-Daten ab. „Das Verständnis des Todes dieser massereichen Sterne beschäftigt Astronomen seit 50 bis 60 Jahren, denn dies ist das Tor zur Entstehung von Neutronensternen und Schwarzen Löchern“, sagt Shrinivas Kulkarni, Astronom am California Institute of Technology und Hauptforscher des Zwicky-Transienten. Einrichtung in Kalifornien, die neben anderen kurzlebigen astronomischen Phänomenen nach Supernovae sucht.
Und SN 2023ixf wird eine wichtige Ergänzung auf der Liste der Supernovae der Astronomen sein, dank der Kombination aus ihrer nahen Lage und der frühen Entdeckung, die erfolgte, bevor die Supernova ihre höchste Helligkeit erreichte und zu verblassen begann. „Es wird wahrscheinlich die detaillierteste Supernova sein, die im Hinblick auf den Aufstieg und dann den Zerfall sowie alle verschiedenen Stadien der Supernova untersucht wurde“, sagt Cendes.
Da es sich bei M101, besser bekannt als Windradgalaxie, um ein besonders wertvolles Deep-Sky-Objekt in einem bei Amateurastronomen beliebten Himmelsausschnitt handelt, stehen die Chancen für Wissenschaftler, die den jetzt erforschten Stern in bereits existierenden Sternen lokalisieren möchten, gut. Daten „Das wird dem Modell wirklich helfen, die Geschichte des Sterns zu verstehen, bevor er starb“, sagt Cendes.
Und dank der Nähe der Supernova können Astronomen auch genug Licht sammeln, um Spektren des Regenbogens zu erhalten – wellenlängenbasierte Aufschlüsselungen seiner elektromagnetischen Emissionen. Da jede Substanz ihre eigenen charakteristischen Lichtwellenlängen absorbiert oder emittiert, können Forscher anhand der Spektren dieser Supernova bestimmen, was und wie viel Materie in ihre Umgebung ausspuckt. „Wir werden in der Lage sein, die Elemente zu untersuchen, die in der von der Supernova ausgestoßenen Materie vorhanden sind. Das ist großartig“, sagt Sanjana Curtis, Astrophysikerin an der University of Chicago.
Ein dritter Grund, warum Astronomen besonders von der Entdeckung begeistert sind, ist ein kosmischer Zufall: Es ist die zweite große Supernova, die in den letzten Jahren in der Galaxie M101 aufgetreten ist. Im Jahr 2011 hatten Wissenschaftler eine Supernova vom Typ Ia beobachtet, die auftritt, wenn eine Sternleiche, ein sogenannter Weißer Zwerg, einem Begleitstern so viel Material stiehlt, dass der Dieb instabil wird und explodiert.
„Es gibt zwei große Familien von Supernovae, Typ I und Typ II, und jetzt haben wir eine in dieser Galaxie, das war für mich eine angenehme Überraschung“, sagt Kulkarni.
Allerdings ist nichts perfekt: Die neue Supernova ist nicht alles, wovon Wissenschaftler träumen würden. Eines Tages hoffen sie, Neutrinos (gespenstische ungeladene Teilchen) und Gravitationswellen (Wellen im Raum-Zeit-Gefüge) einzufangen, die durch die Explosion eines massereichen Sterns entstehen. Aber sie brauchen noch mehr Glück als Itagaki letzte Woche: SN 2023ixf war noch zu weit entfernt, als dass bestehende Neutrino- und Gravitationswellendetektoren punkten könnten.
M101 erscheint am Himmel nahe dem Ende des Großen Bären im Sternbild Ursa Major. Die Supernova ist jetzt mit bescheidenen Hinterhofteleskopen sichtbar und wird voraussichtlich noch Monate lang hell bleiben.
„Besonders wenn die Leute die Nacht der Entdeckung beobachtet haben, sind das tatsächlich sehr nützliche wissenschaftliche Daten, und sie könnten sogar in einer Veröffentlichung landen“, sagt Cendes und weist darauf hin, dass Beobachter der American Association of Variable Star Daten aus den letzten Nächten übermitteln können Beobachter.
„Es ist ein seltener Anblick eines sehr spektakulären und dramatischen Ereignisses, das astronomisch gesehen in der Nähe passiert, und ich glaube nicht, dass die Leute es verpassen werden, weil es vielleicht ein Jahrzehnt lang nicht wieder passieren wird“, sagt Curtis. „Wenn Sie also ein Teleskop haben, möchten Sie es sofort auf M101 richten.“
