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Der Stern, der einfach nicht sterben wollte, explodierte 600 Tage lang

"Es muss eine völlig neue Kategorie geschaffen werden, um die Energetik von iPTF14hls zu erklären."

von Becky Ferreira
15 November 2017, 11:54am

Die Überreste einer Supernova | Bild: imago | UPI Photo

Massereiche Sterne verabschieden sich niemals still und leise aus dem Leben im Universum. Stattdessen explodieren sie in einer strahlenden Supernova. Diese mächtigen Explosionen gehören zu den hellsten Vorkommnissen überhaupt, die wir im Universum beobachten können.

Obwohl die Sternenexplosionen von Astronomen schon tausendfach untersucht wurden, stellt die Supernova iPTF14hls die Forscher nun vor ein Rätsel. Denn sie verhält sich so, wie noch keine bekannte Supernova vor ihr. Eine neue Studie, die Anfang November im Wissenschaftsjournal Nature erschien, beschreibt sie daher als “Stern, der nicht sterben wollte”.

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Als die leuchtende Explosion im September 2014 zum ersten Mal von der Palomar-Sternwarte in Kalifornien beobachtet wurde, stuften Astronomen sie als gewöhnliche Supernova vom Typ II-P ein. Es wurde vermutet, dass sie aus einem riesigen Stern besteht, der mindestens 50 mal mehr Masse als die Sonne hat.

Erst als die Astronomen einige Monate später ihren Blick erneut auf die etwa 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernte Stelle im Universum richteten, wurden sie stutzig: iPTF14hls leuchtete immer noch. Dabei sind die fatalen Sternenexplosionen normalerweise nach 130 Tagen vorbei.

Die Lichtkurve von iPTF14hls im Vergleich mit einer gewöhnlichen Supernova. Bild: LCO/S. Wilkinson

Über einen Zeitraum von 600 Tagen durchlief der sterbende Stern immer wieder Phasen, in denen er besonders stark leuchtete, bis er 2016 dann schließlich endgültig zu verblassen begann. Laut der Studie, die kürzlich unter der Leitung des Astronomen Iair Arcavi veröffentlicht wurde, ist iPTF14hls somit die langlebigste Supernova, die jemals beobachtet wurde.

“Es gab auch davor schon langlebige Supernovae, aber keine von ihnen wurde fünfmal wieder heller und schwächer, wie diese hier”, erklärte Arcavi, der als Astronom am Las Cumbres Observatorium und der UC Santa Barbara arbeitet, gegenüber Motherboard in einer E-Mail. “Das ist definitiv einzigartig.”

Eine mögliche Erklärung für den nicht enden wollenden Todeskampf des Sterns sieht das Team darin, dass es sich möglicherweise um eine sogenannte Paarinstabilitätssupernova handeln könnte, ein Phänomen, das bisher noch nie eindeutig nachgewiesen werden konnte.

Es wird vermutet, dass sich bei dieser besonderen Art der Supernova Materie und Antimaterie im Kern bilden, und der Stern dadurch instabil wird. Es kommt zu einer großen Explosion, die aussieht wie eine Supernova – dabei wird jedoch nur ein Teil der äußeren Wasserstoffhülle abgestoßen, der Kern des Sterns bleibt bestehen. Dieses Ereignis bezeichnen Astronomen auch als “Supernova Impostor”, weil es sich nicht tatsächlich um eine Supernova handelt.

Arcavi und seine Kollegen fanden heraus, dass es 1954 schon einmal eine strahlende Explosion in der Region von iPTF14hls gab, die Astronomen damals als Supernova einstuften. Arcavi und sein Team glauben, dass es sich damals um eine Imposter-Explosion gehandelt haben könnte.

Die Explosion von 1954 im Vergleich mit einer Aufnahme von 1993. Bild: POSS/DSS/LCO/S. Wilkinson

Diese Theorie wirft jedoch einige Fragen auf, denn es ist nicht klar, wie der Stern nach der Pseudo-Explosion genug von seiner Wasserstoffhülle behalten konnte, um weitere 60 Jahre zu überleben. Auch die ungewöhnlich konstante Temperatur der Supernova, die sich stets zwischen 5.000 und 6.000 Kelvin, also 4.726 bis 5.726 Grad Celsius, bewegte, gibt den Astronomen Rätsel auf.

“Die gültigen Modelle über die Entwicklung und Explosion von massereichen Sternen müssen überarbeitet werden, oder es muss eine völlig neue Kategorie geschaffen werden, um die Energetik von iPTF14hls zu erklären”, sagt Arcavi.


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Um dieses Mysterium zu lösen, blicken Astronomen immer noch fasziniert auf die Überreste dieser bizarren Supernova. “Während die Explosion verblasst, wird sie auch transparenter, so dass wir nun tiefer in die Supernova blicken können als jemals zuvor”, erklärt Arcavi. “Wir hoffen, dass wir so verstehen können, was die Supernova die ganze Zeit über angetrieben hat.”

Arcavi hofft außerdem, dass sich durch die langfristige Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Sternwarten mit hochentwickelten Teleskopen auf der ganzen Welt noch weitere ungewöhnliche Supernovae wie iPTF14hls aufspüren lassen. Auch das Hubble-Weltraumteleskop soll die Überreste der Supernova nächsten Monat untersuchen und so möglicherweise mehr über die Beschaffenheit des Sterns herausfinden, der einfach nicht sterben wollte.