Astronomen kommen Geheimnis von mysteriöser Sternenexplosion auf die Spur

Eine internationale Forschungsgruppe rund um Benjamin Thomas von der University of Texas hat das Geheimnis um eine mysteriösen Sternenexplosion gelüftet. Gelungen ist das mithilfe von Daten des Hobby-Eberly-Teleskops (HET) am McDonald Observatory, mit dem sie die Supernova 2014C mehrere Jahre beobachtet haben. 

Im Fokus war unter anderem die Lichtkurve des Objekts. Das freigesetzte Licht wird bei einer Supernova zunächst immer heller, erreicht einen Höhepunkt und erlischt dann langsam wieder. Aus diesen Veränderungen sowie aus den Wellenlängen des zu unterschiedlichen Zeiten freigesetzten Lichts können Forscher*innen generell Rückschlüsse auf die Eigenschaften des jeweiligen Himmelskörpers ziehen.

Sternkern kollabierte

In Bezug auf die Supernova 2014C war ihr Vorläufer ein Doppelstern. Bei einem solchen System umkreisen sich zwei Sterne gegenseitig. Der massereichere Stern habe sich den Wissenschaftler*innen zufolge dabei schneller entwickelt und sei schneller gewachsen.

Er verlor seine äußere Wasserstoffhülle an seinen Begleitstern. Im Kern des massereicheren Sterns wurden weiter leichtere chemische Elemente in schwerere so lange verbrannt – bis kein Treibstoff mehr vorhanden war. Der vom Kern nach außen gerichtete Druck ging zurück und der Kern kollabierte. Dies resultierte folglich in eine gigantische Explosion.

Wasserstoff im freigesetzten Material vorhanden

Bei dieser Sternenexplosion handelt es sich um eine Supernova vom Typ Ib. Diese zeigen normalerweise keine Spektrallinien des Wasserstoff auf. Die SN 2014C beinhaltete aber sehr wohl dieses Element, was die Forschenden vor einem Rätsel stellte. Zahlreiche Forschungsteams weltweit waren mit unterschiedlichen Teleskopen der Supernova 2014C auf der Spur – es ergab sich aber kein schlüssiges Bild darüber, wie sich eine Supernova Typ lb verhalten sollte. 

Daneben war auch die optische Helligkeit des Wasserstoffs ungewöhnlich und blieb durchgehend stabil. Die meisten Lichtkurven der Supernova – egal ob Radio-, Infrarot- oder Röntgenstrahlen – hingegen folgen den typischen Mustern: Sie wurden heller, erreichten ihren Höhepunkt und gingen wieder zurück. 

Gemeinsam Hülle

Vorgehende Modelle deuteten darauf hin, dass die Supernova eine kreisförmige Schockwelle freigesetzt hatte. Den neuen Daten zufolge sei das allerdings nicht möglich. Nun schlägt das Forschungsteam ein neues Modell vor, bei dem die Wasserstoffhüllen des Sternenpaars zu einer gemeinsamen Gashülle zusammengeschmolzen sind.

Das Sternenpaar soll dem Modell zufolge diese Hülle in der Folge in einer scheibenartigen Struktur ausstoßen haben. Als einer der Sterne explodierte, kollidierte dessen schnell bewegendes Auswurfsmaterial mit der sich langsam bewegenden Scheibe. Das Material glitt zudem entlang der Scheibenoberfläche an einer „Grenzschicht“ mit mittlerer Geschwindigkeit, die den Forschenden zufolge der Ursprung des Wasserstoffs sein könnte. 

Die Studie wurde im Astrophysical Journal veröffentlicht.