Röntgenbild von Supernova-Überresten überrascht Astronomen

Forscher*innen haben das Röntgenteleskop IXPE der NASA verwendet, um die Überreste eines explodierten Sterns zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen dabei, die Supernova von Cassiopeia A (Cas A) zu rekonstruieren. 

Die Astronom*innen wählten Cas A für ihre Beobachtungen, da die Supernova besonders schnelle Schockwellen produzierte. Sie trafen die Erde vor etwa 300 Jahren. 

Die Überreste des Sterns erstrecken sich über 29 Lichtjahre. Dort herrschen extreme Bedingungen, und die Partikel dort werden beinahe auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Polarisierung verrät mehr über Supernova

Die Teilchen werden allerdings nicht ins All geschleudert, sondern rasen auf Kreisbahnen durch die Sternenüberreste. Dadurch entsteht Synchrotronstrahlung. Das ist elektromagnetische Strahlung, die auch im Teilchenbeschleuniger entsteht. 

Diese Strahlung transportiert Informationen über die Polarisierung des Magnetfelds von Cassiopeia A. Anhand dessen können sie die kleinsten Prozesse innerhalb der Supernova-Überreste zurückverfolgen. 

Chaotische Magnetfelder

Besonders nahe der Schockfronten sind die Magnetfelder verworren und chaotisch, die Magnetfeldlinien verlaufen kreuz und quer. Dort ist die Polarisation der Magnetfelder geringer, teilen die Forscher*innen in einem Statement mit. 

Frühere Untersuchungen des Magnetfelds hatten gezeigt, dass die Feldlinien wie die Speichen eines Rads verlaufen. Damals hatte man vermutet, dass überall in den Supernova-Überresten Synchrotronstrahlung entsteht, allerdings nur 5 Prozent der Radiowellen polarisiert sind. 

Beobachtungen mit dem Chandra-Röntgenteleskop hatten hingegen vermuten lassen, dass die Magnetfeldlinien entlang der Schockwellen am äußeren Rand der kreisförmigen Überreste verlaufen. 

Erforschung von Sternenexplosionen

Die neuen IXPE-Daten zeigen nun, dass die Magnetfeldlinien, die das Licht polarisieren, eher radial verlaufen, und nicht wie zuvor vermutet, senkrecht. "Die Ergebnisse geben einen einzigartigen Einblick, welche Umgebung nötig ist, um Elektronen auf solche hohen Geschwindigkeiten zu beschleunigen", sagt Dmitry Prokhorov, Mit-Autor der Studie, die hier als Preprint zu lesen ist und noch geprüft werden muss. 

Die Forscher*innen hoffen mit den Ergebnissen nun neue Erkenntnisse über die Vorgänge bei und nach Supernovae in Erfahrung zu bringen.