Der Sonnenwind von SN 2002ic

Wissenschaftler des Imperial College in London haben den “Sonnenwind” eines Sternes entdeckt, der am Ende seines Lebens angelangt, sich erst in einen Weißen Zwerg verwandelte und schließlich zur Supernova wurde.

Ein Beitrag von Roger Spinner. Quelle: Royal Astronomical Society.

Das Imperial Team wählte Supernova SN 2002ic für seine Studien, da SN 2002ic die erste Supernova des Typs Ia ist, in der Wasserstoff beobachtet werden konnte. Mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) konnten die Wissenschaftler sehr präzise die Geschwindigkeit messen mit der sich der Wasserstoff fortbewegt. Sie entdeckten dabei, dass sich der Wasserstoff viel langsamer ausdehnt als ursprünglich vermutet. Dies ließ den Schluss zu, dass sie den noch ungestörten Wind sahen, der vom Stern noch vor seiner Explosion ausgestoßen wurde.

Neue Erkenntnisse über eine alte Bekannte
Obwohl schon viel über SN 2002ic bekannt war ist dies das erste Mal, dass nun “Sonnenwind” aus einer Zeit kurz bevor sich der Sterns in eine Supernova verwandelt hat beobachtet wurde. Es ist auch das erste Mal, dass in diesem Wind auch stellarer Staub entdeckt wurde. Die Eigenschaften dieses speziellen Windes beinhalten wichtige Hinweise auf die Art des explodierten Sternes.

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Eine der wohl bekanntesten Supernova-Überreste ist M1. Die Supernova ereignete sich am 04.07.1054 und wurde seinerzeit von chinesischen Astronomen beschrieben.
(Foto: ESO)

Diese Erkenntnisse wurde heute von Dr. Rubina Kotak vom Imperial College, anlässlich des National Astronomy Meeting der Royal Astronomical Society, in der Universität von Birmingham präsentiert.
SN 2002ic ist eine Typ Ia-Supernova. Diesen Typ von Supernovae verwendet man heutzutage auch um die Expansionsgeschwindigkeit des Universums zu bestimmen. Sie werden gelegentlich auch als “Standard-Kerze” bezeichnet, da sie eine vorher bestimmbare maximale Helligkeit erreichen, so dass die beobachtete Helligkeit dazu verwendet werden kann, um die Distanz zur Erde zu bestimmen.
Um mehr darüber herauszufinden wie genau der Prozess einer Supernova-Explosion vor sich geht, untersuchen Astronomen die Ablagerungen die nach einer Explosion zurück bleiben und vergleichen die festgestellten Konzentrationen chemischer Elemente mit den theoretischen Modellen und Vorhersagen. Die Wissenschaftler erhielten zusätzlich ein unglaublich helles Infrarot-Bild von SN 2002ic, welches mit dem britischen Teleskop auf Mauna Kea (Hawaii) gemacht wurde. Dieses Leuchten im infraroten Bereich scheint durch die Staubhaltigkeit des Windes und der nachfolgenden Erhitzung der einzelnen Staubkörner durch die Supernova-Explosion hervorgerufen zu werden.

Das Team des Imperial College wird SN 2002ic nun weiterhin mit Hilfe von Bodenteleskopen und mit Hilfe des Spitzer-Weltraumteleskops beobachten. Obwohl SN 2002ic keine typische Typ Ia-Supernova ist, hilft sie doch mit mehr über diese wichtige Gruppe von Supernovae zu erfahren.

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Ein anschauliches Bild des frühen Stadiums der Supernova SN 2002ic ist der Schmetterlingsnebel NGC 6302. Dieser Nebel ist der Rest eines Sternes in einem Zweiersystem, der den Grossteil seiner Hülle abgestoßen hat bevor er kollabierte.
(Foto: NASA/ESA)

Supernovae vom Typ Ia
Supernovae kommen in zwei verschiedenen Hauptgruppen vor: Typ Ia und Typ II. Die erste Kategorie scheint das Resultat explodierender Weißer Zwerge zu sein. Die meisten massearmen Sterne, wie z. B. unsere Sonne, enden als Weiße Zwerge. Diese sehr kompakten Objekte explodieren jedoch erst wenn ihre Masse die kritische Grenze von 1,4 Sonnenmassen erreicht. Die derzeit allgemein anerkannte Theorie über die Typ Ia-Supernova besagt, dass Weiße Zwerge diese kritische Masse nur mit Hilfe eines Begleiters erreichen können. Unter gewissen Bedingungen akkretiert der Weiße Zwerg die Materie eines Begleitsternes. Dieser Prozess dauert so lange an, bis der Weiße Zwerg derart dicht ist, dass er kein weiteres Material mehr aufnehmen kann. An diesem Punkt beginnen Weiße Zwerge unter ihrem eigenen Gewicht zu kollabieren. Der Kollaps führt zu einer gigantischen thermonuklearen Explosion – der Supernova.
Supernovae vom Typ II
Typ II-Supernovae entstehen wenn ein Stern, der etwa 8-mal massereicher ist als unsere Sonne, seinen Brennstoff verbraucht hat und sich nicht mehr länger gegen den eigenen Zusammenfall wehren kann. Die Gravitation siegt über den Strahlungsdruck und der innere Kern kollabiert. Er tut dies mit solcher Geschwindigkeit und Kraft, dass eine gegen Außen gerichtete Schockwelle entsteht. Diese lässt dann die äußeren Schichten regelrecht explodieren. Das Endprodukt einer solchen Explosion ist entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.
Die Typ II-Supernovae werden noch weiter unterteilt. Es gibt noch die Typ II-L und II-P-Supernovae. Bei den Explosionen des Typs II-L nimmt die Helligkeit mit der Zeit linear ab. Bei Supernovae des Typs II-P durchläuft die Helligkeit beim Abklingen eine so genannte Plateau-Phase.

Auch bei Supernovae des Typ I gibt es neben dem bereits genannten Typ Ia noch zwei weitere Unterteilungen. Bei Explosionen des Typs Ib wird vor der Explosion die Wasserhülle des Sternes abgestoßen, so dass bei der eigentlichen Explosion keine Wasserstofflinie beobachtet werden kann. Bei Supernovae des Typs Ic wird zuerst die Heliumhülle abgestoßen, hier treten also keine Helium-Spektrallinien auf.

Aufgrund ihrer Grösse und der bei der Explosion stattfindenden Prozesse, sind diese beiden Typen eigentlich eher der Kategorie II zuzuordnen, darum sind sie hier speziell aufgelistet

Die genauen Prozesse, die bei einer Supernova ablaufen, sind heute noch weitgehend unbekannt. Unser heutiges Wissen stützt sich dabei hauptsächlich auf Theorien und Modelle, die allgemeine Anerkennung fanden.

Die Supernova SN 2002ic
Bis vor kurzem war das Vorhandensein von Wasserstoff in den Supernovae des Typs Ia zwar vorausgesagt, aber nie beobachtet worden. 2003 verkündeten Mario Hamuy und seine Kollegen, dass sie Wasserstoff in einer Supernova des Typs Ia entdeckt hatten, diese Supernova hieß SN 2002ic. Das Spektrum von SN 2002ic weist alle Charakteristika einer Typ Ia-Supernova auf, enthielt jedoch ein sehr starke und ausgeprägte Signatur von Wasserstoff. Die Supernova befindet sich ungefähr 1.000 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

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