© Mark Garlick/University of Warwick / futurezone

Science
08/17/2020

Was ist eine Supernova?

Wenn etwa ein massereicher Stern stirbt, verabschiedet er sich in einer gigantischen Explosion.

von Andreea Iosa

Eine extrem helle Explosion am Himmel, die sogar mit bloßem Auge sichtbar sein kann: Supernovae sind äußerst beeindruckende und seltene Phänomene. „Ohne Supernovae gäbe es kein Leben und keine Erde. Auch die Sonne ist aus einer Supernova-Explosion geboren worden“, sagt Wolfgang Baumjohann, Leiter des Instituts für Weltraumforschung in Graz gegenüber der futurezone. Doch was genau passiert bei dem farbenfrohen Feuerwerk?

Zwei Typen

Laut dem Wissenschaftler gibt es verschiedene Typen von Supernovae. Grob können sie in zwei Kategorien eingeteilt werden. Bei einer Supernova Typ I explodieren Sterne mit geringer Masse, also mit weniger Masse als etwa die Sonne. Eine Explosion entsteht bei diesem Typ im Fall eines engen Doppelsternsystems, wie Baumjohann erklärt, also wenn sich zwei Sterne eng umkreisen. „Dabei gibt ein Stern Masse an den anderen ab." Genau genommen erhält ein ausgebrannter Weißer Zwergstern meist von einem Roten Riesen neues Brennmaterial. So können die Fusionsprozesse im Zwergstern wieder aufgenommen werden. Dadurch, dass diese aber so energiereich sind, explodiert er.

Bei einer Supernova Typ II stirbt ein massereicher Stern. Massereiche Sterne verfügen Baumjohann zufolge über mindestens 8 Sonnenmassen und existieren generell nicht besonders lange. Je mehr Masse ein Stern hat, umso kürzer lebt er. Zum Vergleich: Während massereiche Sterne nur einige 10 Millionen Jahre leben, erreicht die Sonne hingegen rund 10 Milliarden Jahre. Die Leuchtkraft massereicher Sterne nimmt mit der Masse überproportional zu. Diese Supernova ist besonders energiereich und entsteht, wenn diese Sterne ihr Brennmaterial verbraucht haben. "Sie verbrennen Wasserstoff zu Helium und erzeugen dadurch Energie", sagt Baumjohann. In Folge brennen sie dann zu schwereren Elementen wie Silizium weiter bis hin zu Eisen. Bei diesem Element kommt die Kernfusion dann aber zum Stillstand.

Der Stern zieht sich in diesem Fall unter seiner eigenen Schwerkraft zusammen und kollabiert, wodurch enorm viel Energie freigesetzt wird. Das führt zu einer kurzen, gigantischen Explosion, die so hell wie eine gesamte Galaxie ausfallen kann. Das ist der bislang unter Astronomen energiereichste bekannte Sternenprozess und strahlt laut dem Max-Planck-Insitut für Radioastronomie innerhalb weniger Wochen oder Monate soviel Energie aus, wie unsere Sonne in 10 bis 100 Milliarden Jahren.

Was kommt danach?

Nach einer Supernova kann je nach Masse etwa ein kompaktes Objekt wie ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch entstehen. Daneben ist ein Nebel beobachtbar, auch als Supernovaüberrest bezeichnet. Der bekannteste ist der Krebsnebel. "Es ist praktisch wie eine Schockwelle, wie sie auch bei einer Explosion auf der Erde beobachtbar ist. Wie eine Explosion auf unserem Planeten oft riesige Nebelwolken hinterlassen, so ähnlich passiert das auch im Weltall. In diesem Nebel werden dann neue Sterne geboren", so Baumjohann.

Wann die nächste Supernova kommt, kann nicht genau vorhergesagt werden, "denn das hängt von der genauen Masse des Sterns ab", sagt der Fachmann. Forscher vermuten aber, dass es Supernovae früher öfter gegeben hat, da sie von einer höheren Anzahl massereicher Sterne ausgehen. Findet eine Supernova statt, ist sie jedenfalls extrem lichtstark und kann als extrem heller Stern am Himmel wahrgenommen werden.

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