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Überlebender der 1572 A.D. Supernova unterstützt die Supernova Theorie
28.Oktober 2004, von Frank Erhardt. Ein internationales Team von Astronomen hat heute berichtet, dass sie eventuell einen Überlebenden Begleitstern der großen Supernova-Explosion, die im Jahr 1572 vom Dänischen Astronom Tycho Brahe und anderen Astronomen dieser Zeit beobachtet wurde, identifiziert haben.

Aufnahme der Supernova durch das Hubble Teleskop. Vergrößerung (Quelle: Hubblesite.org)
Diese Entdeckung liefert den ersten, direkten Beweis, der die schon lange bestehende Annahme unterstützt, dass Typ Ia Supernova aus einem binären System hervorgehen, das einen normalen Stern sowie einen ausgebrannten weißen Zwerg-Stern enthalten. Der normale Stern "spuckt" Material auf den Zwergstern, der dann eventuell eine Explosion auslöst.

"Unter den vorher vorgeschlagenen Objekten, gab es keine Hinweise , die auf eine spezielle Art von Begleitstern hindeuteten. Hier haben wir ein eindeutiges Objekt: der sammelnde Stern ist unserer Sonne ähnlich, nur ein wenig älter," sagt Ruiz-Lapuente. "Die hohe Geschwindigkeit des Sterns hat unsere Aufmerksamkeit auf ihn gezogen," fügt sie hinzu.

Typ Ia Supernovae werden dazu herangezogen um die Expansionsrate des Universums zu messen, und sind daher notwendig für Astronomen, das Verhalten der dunklen Energie, einer unbekannten Kraft die die Expansion des Universums beschleunigt, zu verstehen. Herauszufinden wie Typ Ia Supernovae explodieren ist entscheidend für das Verständnis der Astronomen, damit sie diese Objekte als verlässliche Kalibrierer für die Ausdehnung des Alls heranziehen können. 

Die Identifizierung des überlebenden Mitglieds des stellaren Duos, liest sich wie der Bericht der Spurensicherung in einem Kriminalfall. Obwohl die heutigen Astronomen 432 Jahre später an dem Ort eingetroffen sind, haben sie mit forensischen Methoden der heutigen Astronomie, einen der Täter dabei erwischt, wie er sich vom Ort der Explosion entfernt (der heute von einer großen Blase aus heißem Gas umschlossen ist, und Tycho´s Supernova Überrest genannt wird). Während der letzten 7 Jahre wurde der flüchtende Stern mit einer Auswahl von verschiedenen Teleskopen untersucht. Das Hubble Space Teleskop spielte bei der Messung der Bewegung des Sterns, relativ zum kosmischen Hintergrund, eine Schlüsselrolle. Der Stern stellt einen neuen Geschwindigkeitsrekord für diese spezielle Region der Milchstraße auf, indem er sich dreimal schneller bewegt, als alle anderen Sterne dort. Der Stern rast weiterhin ins All, wie ein Stein der mit einer Schleuder geworfen wurde, und behält dabei seine ursprüngliche Orbitalgeschwindigkeit, die er hatte bevor das System durch die Explosion des weißen Zwerges gestört wurde, bei.

Dies alleine ist nur ein Indizienbeweis dafür, dass der Stern der Täter ist, weil es auch eine alternative Erklärung für dieses verdächtige Verhalten gibt. Er könnte mit hoher Geschwindigkeit, aus dem galaktischen Halo, der die Scheibe der Milchstraße umgibt, eingefallen sein. Allerdings zeigen die Spektren, die mit dem 4.2 Meter William Herschel Teleskop in La Palma sowie den 10 Meter W.M. Keck Teleskopen in Hawaii, aufgenommen wurden, dass der Verdächtige Stern eine hohe Konzentration schwerer Elemente besitzt, was typisch ist für Sterne die sich in der Scheibe der Milchstraße, und nicht in ihrem Halo, aufhalten.

Der vom Ruiz-Lapuente Team gefundene Stern ist eine alternde Version unserer Sonne. Der Stern hat damit angefangen seinen Durchmesser zu vergrößern, während er sich der Phase eines Roten Riesen Sterns nähert (das Ende des Lebens eines sonnenähnlichen Sterns). Es zeigt sich, dass der Stern in das Profil passt, welches für Verantwortliche einer Supernova vermutet wird. In Typ Ia Supernova Binärsystemen, altert der größere Stern des Duos schneller und wird eventuell zu einem weißen Zwerg. Wenn der, sich langsamer entwickelnde Begleiter altert, und den Punkt erreicht wo er sich aufbläht, spuckt er Wasserstoff auf den Zwergstern. Der Wasserstoff sammelt sich an, bis der weiße Zwerg eine kritische, und genaue definierte Masse erreicht, genannt das Chandrasekhar Limit, und dann wie eine riesige Wasserstoffbombe explodiert. Der Energieausstoß solcher Explosionen ist so gut bekannt, dass er als Standard-Kerze für die Messung von beträchtlichen astronomischen Distanzen benutzt werden kann. (Eine astronomische "Standard-Kerze" ist jedes leuchtende Objekt, dessen tatsächliche Helligkeit so genau bestimmt wurde, dass es dazu genutzt werden kann, Entfernungsmessungen, anhand der Rate der Abschwächung des Lichts über astronomische Distanzen, durchzuführen).

"Unter den verschiedenen Systemen, die einen weißen Zwerg enthalten, der Material von einem sonnenähnlichen Begleiter erhält, befinden sich einige, von denen angenommen wird, dass sie vielversprechende Vorfahren von Typ Ia Supernovae sind, anhand theoretischer Überlegungen. Ein System mit dem Namen "U Scorpii" besitzt einen weißen Zwerg sowie einen Stern, der dem hier gefundenen ähnlich ist. Diese Resultate würden bestätigen, dass solche Binärsysteme mit einer Explosion enden, wie sie von Tycho Brahe beobachtet wurde, aber dies würde einige hunderttausend Jahre in der Zukunft geschehen," sagt Ruiz-Lapuente.

Eine alternative Theorie über Typ Ia Supernovae sagt, dass sich zwei weiße Zwerge umkreisen, und dabei stufenweise Energie durch Gravitations-Strahlung (Gravitationswellen) verlieren. Während sie Energie verlieren, bewegen sie sich spiralförmig aufeinander zu, und verschmelzen zu einem weißen Zwerg, dessen Masse das Chandrasekhar Limit erreicht, und explodieren. "Tycho's Supernova hat sich anscheinend nicht durch solch einen Mechanismus gebildet, weil ein möglicher, überlebender Begleiter gefunden wurde," sagt Alex Filippenko von der University of California in Berkeley. Er sagt, dass trotz allem die Möglichkeit besteht, dass zwei Wege der Entwicklung für Typ Ia Supernovae existieren.

Am 11. November 1572, bemerkte Tycho Brahe einen Stern in der Konstellation "Cassiopeia", der so hell war wie der Planet Jupiter (der sich am Abendhimmel in den "Fischen" befand). Ein solcher Stern wurde an dieser Stelle vorher nicht beobachtet. Sehr schnell war er so hell wie die Venus (die eine Magnitude von -4.5 am frühabendlichen Himmel erreichte.) Für fast zwei Wochen, konnte man den Stern im Tageslicht sehen. Ende November dann, begann er sich abzuschwächen und veränderte seine Farbe, von hell weiß hin zu gelb und orange, um dann in einem schwachen, rötlichen Licht zu erscheinen. Im März 1574 verschwand er dann endgültig vom Himmel, nachdem er für 16 Monate mit dem bloßen Auge zu beobachten war. Tycho's genaue Aufzeichnung der Helligkeit und Abschwächung der Supernova, erlaubt es den Astronomen von heute, seine "Licht-Signatur" als die einer Type Ia Supernova zu identifizieren.

Tycho Brahe's Supernova war sehr wichtig für die Astronomen des 16. Jahrhunderts, indem sie ihnen half, die Theorie der Unabänderlichkeit des Himmels zu verbannen. Zur heutigen Zeit, spielen Type Ia Supernovae eine Schlüsselrolle bei neuen, kosmologischen Entdeckungen. Um mehr über sie und ihre Explosionsmechanismen zu lernen, und sie noch nützlicher als kosmische Sonden zu machen, untersucht ein aktuelles Projekt mit dem Hubble, geleitet von Filippenko, Proben von Supernovae in anderen Galaxien, zur Zeit ihrer Explosion.  
Übersetzung: Frank Erhardt Science@NASA Deutsche Version
Quelle: Hubblesite.org zur Startseite...
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