Sternendieb im All

Masse auf unerklärliche Weise verloren gegangen

Eine vor mehr als zehn Jahren beobachtete Sternenexplosion gab den Astronomen Rätsel auf, denn auf unerklärliche Weise schien einiges an Masse verloren gegangen zu sein. Jetzt ist klar, dass ein Begleitstern das Material "klaute".

Das Galaxien-Duo: links Messier 82 und rechts Messier 81, Bild: ESA/Robert Gendler

Die kleine Spiralgalaxie Messier 81 (M 81) liegt im Sternbild des Großen Bären und ist zusammen mit ihrer Nachbargalaxie Messier 82 ein beliebtes Beobachtungsobjekt von Hobbyastronomen. Die Messier-Objekte sind seit dem 18. Jahrhundert bekannt, als der französische Astronom Charles Messier eine Liste von mit den damaligen Teleskopen gerade noch sichtbaren Himmelslichtern zusammenstellte. Eigentlich war Messier den Kometen auf der Spur, aber sein Katalog umfasst viele besonders schöne und weit entfernte Sternenebel, -haufen und Galaxien (vgl. Der Messier Katalog), nach denen auch viele Freizeitastronomen gerne spähen.

Im März 1993 entdeckte der Amateur Francisco Garcia Diaz vom spanischen Lugo aus in der Galaxie M81 eine Supernova, die die Bezeichnung SN1993J erhielt (Power Point Movie SN1993J). Diese Sternenexplosion fand nur 11 Millionen Lichtjahre von der Erde statt - in astronomischen Einheiten betrachtet ist das nah - und wurde in der Folge von den Astronomen lange und intensiv beobachtet (vgl. Entwicklung von SN1993J). Supernovae sind gewaltige Ausbrüche im Universum. Die Astronomen unterscheiden sie grob in zwei unterschiedliche Typen: als Typ II gelten die hell aufleuchtenden Todeskämpfe sehr massereicher Sterne, als Typ I die finalen Explosionen eines Partner in einem Sternen-Duo - wobei noch nie ein solcher Begleitstern wirklich entdeckt wurde.

Viele Astrophysiker gingen davon aus, dass er wahrscheinlich den Tod des Kompanions normalerweise nicht überlebt. SN1993J wurde nach der Analyse seiner optischen Spektrallinien als Typ II-Supernova eingeordnet, aber es fehlte deutlich einiges an Wasserstoff aus seiner äußeren Hülle und schon nach einigen Wochen tauchten überraschend starke Heliumlinien auf. Das verwirrte die Astrophysiker. Als Verursache, bzw. Muttergestirn dieser zweithellsten Supernova in modernen Zeiten wurde auf alten Aufnahmen der Galaxie ein roter Superriese ausgemacht. Ein zweiter Stern in direkter Nachbarschaft wurde theoretisch vermutet.

Grafik, die zeigt, wie der Begleitstern rechts dem roten Superriesen links Gas entzieht, bis zur Supernova als SN 1993J, Bild: ESA/Justyn R. Maund (University of Cambridge)

Jetzt treten Justyn R. Maund, Stephen J. Smartt und Gerry F. Gilmore von der englischen University of Cambridge sowie Rolf. P. Kudritzki von der University of Hawaii und Philipp Podsiadlowski von der University of Oxford an und verkünden der staunenden Fachwelt im Wissenschaftsmagazin Nature, dass sie neben SN1993J die Signatur eines massiven Begleitsterns gefunden haben. Es handelt sich also um ein ursprünglich binäres System. "Es sieht so aus, als sei der Dieb, der den meisten Wasserstoff vom SN1003J-Mutterstern gestohlen hat, endlich gefasst," kommentiert Thomas Matheson vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in seinem begleitenden News&Views-Artikel.

Während der letzten 250 Jahre vor dem jähen Ausbruch von SN1993J, in seiner Zeit als roter Superriese, hatte sein Partnerstern ihm ungefähr zehn Sonnenmassen an Material in Gasform abgezapft. Der Sternendieb nebenan hat also den im Spektrum fehlenden Wasserstoff gestohlen und sich einverleibt. Damit stimmen die Theorien wieder, an den Untertypen der Supernova-Klassifizierung wird jetzt intensiv weiter gearbeitet werden. Das Forscherteam um Maund nutzte die Advanced Camera for Surveys (ACS) des NASA/ESA Weltraum-Teleskops Hubble und das große Keck Teleskop auf Mauna Kea in Hawaii. Mit diesen neuesten Instrumenten gelang es ihnen durch die Kombination hoher Auflösung und großer Lichtstärke, an der Position der langsam verblassenden Supernova das Relikt des Doppelsternsystems aufzuspüren.

Die Entdeckung des ersten Partnersterns einer Supernova ist ein Triumph für die Astronomie. Die Wissenschaftler hoffen durch die weitere Beobachtung dieses Überlebenden und seiner Umgebung in den kommenden Jahren vielleicht einen Neutronenstern oder die Entstehung eines schwarzen Loches "in Echtzeit" zu erleben. Der Co-Autor Stephen Smart ist überzeugt, dass sich aus dieser Entdeckung weitere wichtige Erkenntnisse über den Kosmos ergeben werden: Supernova-Explosionen sind das Herzstück, um die Evolution der Galaxien und die Entstehung chemischer Elemente im Universum zu verstehen. Es ist von elementarer Bedeutung, dass wir wissen, welche Art von Sternen sie produzieren." (Andrea Naica-Loebell)

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