Supernova Kosmische Rauchzeichen

Zwei Jahrzehnte nach dem Aufleuchten der Supernova 1987A in der rund 170.000 Lichtjahre von uns entfernten Großen Magellanschen Wolke scheinen auch die letzten Rätsel dieses spektakulären Sterntodes geklärt zu sein.

Das in der Nacht zum 24. Februar 1987 entdeckte Objekt hat die Astronomen gleich in mehrfacher Hinsicht in Bedrängnis gebracht. Es war aufgrund der vergleichsweise geringen Entfernung so hell, dass die empfindlichen Detektoren der modernen Großteleskope von der Lichtflut fast geblendet wurden. Vor allem aber passte der schon bald auf älteren Aufnahmen dieser Gegend identifizierte Vorläuferstern mit der Bezeichnung Sanduleak -69.202 nicht so recht in die damaligen Theorien zur Sternentwicklung.

Sterntod blieb rätselhaft

Den Vorstellungen der Astronomen zufolge bedeutet eine Supernova das Ende eines alten, massereichen roten Riesensterns. Der Vorläuferstern der Supernova 1987A entpuppte sich dagegen als scheinbar jugendlicher blauer Überriese. Zunächst versuchte man, diese Abweichung mit einer etwas anderen Zusammensetzung der interstellaren Materie in der Großen Magellanschen Wolke zu erklären, die möglicherweise eine leicht veränderte Lebensgeschichte massereicher Sterne zur Folge haben könnte.

Die Beobachtungen führten darüber hinaus zu zahlreichen Modifikationen des - damals noch recht einfachen - Standardmodells solcher Explosionen, das durch immer leistungsfähigere Rechner auch weiter verfeinert werden konnte.

Trotzdem blieben einzelne Aspekte dieses Sterntodes rätselhaft, zum Beispiel die Entstehung der dreifachen Ringstruktur, die sich in den neunziger Jahren auf den mit dem Hubble-Weltraumteleskop aufgenommenen Fotos zeigte, oder die Tatsache, dass während der Sternexplosion offenbar auch Material tief aus dem Sterninnern freigesetzt worden war.

Zu einem blauen Überriesen entwickelt

Eine mögliche Erklärung für diese Besonderheiten, die Philipp Podsiadlowski von der University of Oxford lieferte, fand zunächst wenig Beachtung. Ihr zufolge hat der Vorläuferstern ursprünglich einen Begleiter gehabt, der mit rund fünffacher Sonnenmasse immerhin ein Viertel der Gesamtmasse des Doppelsternsystems in sich vereinte.

Weil die Lebenserwartung eines Sterns bei größerer Ausgangsmasse auffallend kürzer ist, erreichte in diesem Szenario der „Hauptstern“ des Systems das Rote-Riese-Stadium als Erster und blähte sich dabei so weit auf, dass er seinen Begleitstern einhüllte, dessen Umlaufgeschwindigkeit verringerte und ihn schließlich vor rund 20.000 Jahren verschluckte. Der Rote Riese, der bei diesem Prozess seine Hülle abstieß und dessen Inneres so durchmischt wurde, dass bei der späteren Sternexplosion Material aus der Nähe des Kerns freigesetzt werden konnte, entwickelte sich zu einem blauen Überriesen.

Ringe aus der Materie der Hülle geformt

Jetzt haben Thomas Morris vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching und sein Kollege Podsiadlowski mit dem Modell auch die Entstehung der auffälligen Materieringe in der Umgebung der Supernova erklärt. Wie sie in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift „Science“ berichten, konnten sie anhand von Simulationsrechnungen zeigen, dass die drei Ringe aus der Materie der Hülle geformt worden sind, die bei der Verschmelzung vor rund 20.000 Jahren abgestoßen wurde. An dem Vorgang ist der starke Sternwind des blauen Überriesen wesentlich beteiligt gewesen.

Mit dem Modell können die beiden Forscher nicht nur die Massen der einzelnen Ringe abschätzen - 0,4 Sonnenmassen für den kleineren Ring, jeweils 0,02 Sonnenmassen für die beiden größeren Ringe. Den Rechnungen zufolge haben die Ringe auch unterschiedliche Bestandteile. Deshalb ließe sich das Modell zur Vorgeschichte der Supernova 1987A mit spektroskopischen Beobachtungen überprüfen.