Wissenschaftler müssen eine nukleare Zusammenbruch-Supernova beobachten
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Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit konnten Wissenschaftler den Zusammenbruch einer Supernova von Anfang bis Ende in Echtzeit beobachten.
Der Vorläuferstern war ein roter Überriese von etwa zehn Sonnenmassen, etwa 120 Millionen Lichtjahre entfernt. In den letzten Monaten nahm die Helligkeit des sterbenden Sterns dramatisch zu, als er seine Hülle aus Wasserstoff und Helium abstreifte. Währenddessen beobachtete ein Team von Forschern, die das Young Supernova Experiment (YSE) durchführten – und was sie sahen, stellte unsere gesamte Geschichte darüber in Frage, wie diese Sterne sterben.
„Dies ist ein Durchbruch in unserem Verständnis dessen, was massereiche Sterne tun, kurz bevor sie sterben“, sagte leitender Forscher Wynn Jacobson-Galan. „Der direkte Nachweis von Prä-Supernova-Aktivität in einem Roten Überriesen wurde noch nie zuvor bei einer gewöhnlichen Typ-II-Supernova beobachtet. Zum ersten Mal sahen wir einen roten Überriesen explodieren!“
Bisher waren alle roten Überriesen, die vor der Explosion gesehen wurden, in den letzten Monaten ziemlich ruhig. Wir hatten keine Hinweise auf gewalttätiges stellares Verhalten gegen Ende ihres Lebens gesehen. Aber dieser Stern hatte eine anmutige Note, eine Lichtshow, die vor seinem großen Finale beobachtet wurde. Das macht es so bemerkenswert – und so entdeckte das YSE-Team auch die bevorstehende Explosion.
Die YSE-Forscher machten die ersten Beobachtungen der zunehmenden Helligkeit des Sterns etwa 130 Tage, bevor der Stern schließlich explodierte. Mit den optischen Teleskopen PAN-STARRS zeichneten sie auch Beweise dafür auf, dass der Stern begann, seine äußeren Schichten abzustoßen. Seine Agonie hatte begonnen. So gewarnt, stimmten sie mit den Spektrographen LRIS, DEIMOS und NIRES des Keck-Observatoriums ab. Folglich haben wir jetzt detaillierte Breitbandmessungen einer Supernova vom Typ II von Anfang bis Ende.
Disco am Ende des Universums
Diese Supernova mit dem Namen „SN 2020tlf“ ist eine großartige Demonstration dafür, wie das Lebensende eines roten Überriesen eine spektakuläre Lichtshow sein kann. Diese Sterne gehen wirklich mit einem Knall aus. Einige durchlaufen eine Reihe von Farbänderungen, da die interne Fusionsmaschine des Sterns immer schwerere Elemente produziert. Viele verbringen Zeit als variable Sterne der Cepheiden, deren sich wiederholender Blitz so regelmäßig ist, dass er manchmal als “Standardkerze” in der Astronomie verwendet wird. Es wird angenommen, dass sich die leuchtendsten roten Überriesen, bevor sie schließlich in einer Supernova explodieren, sogar zu Wolf-Rayet-Sternen entwickeln – einem seltenen stellaren Superinferno, das heißer brennt als fast jeder andere bekannte Sterntyp, mit einem brüllenden Sternenwind.
SN 2020tlf kann jedoch in eine einzigartige Gewichtsklasse fallen. Sein Vorfahrenstern hatte eine Masse zwischen zehn und zwölf Sonnenmassen. Bei Vorläufersternen zwischen zehn und zwanzig Sonnenmassen bleibt nach einer Supernova aus dem Kernkollaps ein Neutronenstern übrig. Aber wenn dieser Neutronenstern massereich genug ist, kann selbst der Entartungsdruck der Neutronen den andauernden Gravitationskollaps des Sterns nicht aufhalten. Ein Neutronenstern mit mehr als zwei Sonnenmassen kann erneut kollabieren und ein Schwarzes Loch bilden.
