Forscher zeigen erstmals, was sich nach einer Supernova bildet

Die Vermutung, dass aus einer Supernova ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern entsteht, ist nicht neu. Beweisen ließ sich die Annahme bisher aber nicht, da der Prozess nie beobachtet wurde. Nun gibt es aber neue Beobachtungen, die einen Zusammenhang bestätigen.

Eine Supernova ist eines der brutalsten Ereignisse im Kosmos. Erreicht ein Stern das Ende seines Lebens, kollabiert er unter seiner eigenen Schwerkraft, die Außenhülle wird weggesprengt. Was aus den Überresten der Explosion wird, war bisher Theorie. Liegt die Masse des ursprünglichen Sterns unter 8 Sonnenmassen, wird aus dem übriggebliebenen Kern ein Weißer Zwerg. Hatte er zwischen 8 und 30 Sonnenmassen, wird er zu einem Neutronenstern, der selbst bis zu 2,3 Sonnenmassen haben kann. Ist der Stern aber noch massiver als 30 Sonnenmassen, wird aus ihm ein Schwarzes Loch. 

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Ungewöhnliches Verhalten beobachtet

Bei einer neuen Beobachtung mit den beiden Teleskopen der Europäischen Südsternwarte (ESO), dem Very Large Telescope (VLT) und dem New Technology Telescope (NTT) konnten 2 unabhängige Teams nun Beweise dafür finden. Sie beobachteten die Supernova SN 2022jli, die im Spiralarm der Galaxie NGC 157 etwa 75 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt stattfindet. 

Normalerweise empfangen Forschende bei der Beobachtung einer Supernova eine Lichtkurve, die kurz heller wird und dann langsam abfällt. Anders aber bei SN 2022jli. Hier nahm zwar ebenfalls die Gesamthelligkeit ab, allerdings mit deutlichen Schwankungen alle 12 Tage. 

Begleitstern überlebt Supernova

Das könnte mit der Anwesenheit von mindestens einem weiteren Stern zusammenhängen. Solche Doppelsternsysteme sind nicht ungewöhnlich. In der Regel überlebt der Begleitstern eine Supernova aber nicht. Im Fall von SN 2022jli kreisen die beiden Objekte aber weiter umeinander. 

Das durch die Supernova ausgestoßene Material sorgte dafür, dass sich die Atmosphäre des Begleitsterns aufblähte. Immer wenn das entstandene kompakte Objekt durch diese Atmosphäre fliegt, stiehlt es dem Begleitstern Wasserstoff.

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Den sammelt es in einer heißen Materiescheibe, die ihn umgibt. Das passiert in regelmäßigen Abständen und setzt so viel Energie frei, dass die Forschenden es in der Lichtkurve als Helligkeitsveränderungen beobachten konnten. 

"Lösen eines Puzzles"

Beide Teams kamen dabei zum Schluss, dass nur ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch dazu in der Lage wären. Beobachten und identifizieren konnten sie das Objekt aber nicht. "Unsere Forschung ist wie das Lösen eines Puzzles, indem wir alle möglichen Beweise zusammentragen“, sagt Ping Chen, Forscher am Weizmann Institute of Science, Israel. Er ist Hauptautor einer der beiden Studien, die im Fachmagazin nature veröffentlicht wurde. 

„All diese zusammengesetzten Teile führen zur Erkenntnis“, sagt Chen. Die zweite Studie unter Leitung von Thomas Moore der Queen’s University Belfast wurde im Fachmagazin Astrophysical Journal veröffentlicht. In Zukunft sollen neue Teleskope wie das Extremly Large Teleskope (ELT) mehr über das kompakte Objekt und das Schicksal des Begleitsterns aufdecken.