Cassiopeia A: Überrest einer Supernova von vor 300 Jahren
17. August 2005 Jeder hat ihn schon einmal gesehen: Beteigeuze, den hellsten Stern im Orion, eines der eindrucksvollsten Sternbilder der Nordhemisphäre. Links oben an der „Schulter“ des mythischen Jägers glüht er an klaren Winterabenden rötlich vom Firmament. Würde er plötzlich fehlen, der Himmel wäre nicht mehr derselbe.
Und doch kann genau das jeden Augenblick passieren. Denn Beteigeuze, zwanzigmal so schwer wie die Sonne, ist ein Stern auf dem Sterbebett. Er ist ein „roter Überriese“ und mit 400 Lichtjahren Entfernung der uns Nächste seiner Art. Er ist so groß, daß es Astronomen 1996 sogar gelang, ein direktes Bild von seiner Oberfläche zu machen - als bisher einzigem unter den Fixsternen. Alle anderen sind selbst mit den stärksten Fernrohren nur als strukturlose Lichtpunkte zu sehen, denen erst die Optik des Teleskops ein flächiges Aussehen verleiht.
Beteigeuze ein heißer Kandidat
Doch Beteigeuze ist ein hohler Koloß. Zu drei Vierteln besteht er aus einem glimmenden Wasserstoffschleier, hunderttausendmal dünner als die Luft in unseren Lungen und kaum heißer als eine Halogenlampe. Der Rest ist in einer kompakten sehr heißen Kugel konzentriert, und darin tickt eine Bombe. Wenn die hochgeht - vielleicht übermorgen, vielleicht erst in etlichen hunderttausend Jahren -, wird der Schulterstern des Orion plötzlich mit der Helligkeit einer ganzen Galaxie aufleuchten. Monatelang wird er selbst bei Tag zu sehen sein und nachts so hell scheinen wie der Mond - um dann für immer zu verlöschen. Beteigeuze ist ein Kandidat für die nächste Supernova-Explosion in unserer Galaxie.
Das wäre auch überfällig. In unserer Milchstraße ist seit 1604 keine Supernova mehr beobachtet worden. Um 1680 herum muß es noch eine gegeben haben, deren Trümmer die Gasschleier von Cassiopeia A hinterließen. Doch davon fehlen eindeutige Aufzeichnungen. Dabei ereilt jeden Stern dieses Schicksal, der mehr als etwa achtmal schwerer ist als die Sonne. Und obwohl solche Sterne selten sind, enthält unsere Galaxie genügend davon, um pro Jahrhundert mehrere Supernovae aufleuchten zu lassen. Tatsächlich ist die Milchstraße voller Trümmer solcher Ereignisse - alle Monde und Planeten, wir selbst bestehen daraus. Denn Kohlenstoff und die anderen schweren Elemente sind erst im Inneren von Sternen entstanden und wären nie in die Wolke gelangt, aus der sich das Sonnensystem bildete, hätten nicht Supernovae sie in den interstellaren Raum geblasen.
Staub und Gas versperrt die Sicht
Daß der nächste galaktische Sternenblitz trotzdem so lange auf sich warten läßt, tragen die Forscher mit Fassung. „Die meisten Sterne, und damit auch die meisten Supernovae, gibt es in den Spiralarmen“ sagt Ewald Müller vom Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) in Garching, „und da versperren allerhand Staub- und Gaswolken die Sicht.“ Doch anders als manche Kosmologen, die sich auf einen einzigen Urknall einen Reim machen und für ihre fundamentalen Theorieversuche daher oft philosophische Überzeugungen bemühen müssen, arbeiten Supernova-Forscher mit einem breiten Satz von Daten, die sich vergleichen und ordnen lassen. Denn erstens gibt es außer Cassiopeia A in der Milchstraße noch etwa 200 weitere Supernnova-Überreste, die etwas über die Sternexplosionen verraten. Und zweitens sind Supernovae so hell, daß sie sich auch in fernen Galaxien zu Hunderten beobachten lassen. 1987 gab es sogar eine in einer nahen Nachbargalaxie, der Großen Magellanschen Wolke.
Diese Supernovae sind nicht alle gleich. Vor allem unterscheiden sie sich in ihren Spektren, also darin, bei welchen Wellenlängen sie ihr Licht aussenden. Im Jahre 1939 taufte der Astronom Rudolph Minkowski Supernovae, denen das Licht des Wasserstoffs fehlte, „Typ I“ und solche, in denen es zu sehen war, „Typ II“. Später unterschied man noch Typ Ia von Typ Ib - wo außer Wasserstoff auch das Helium fehlt - und Typ Ic mit noch lückenhafterem Spektrum. Tatsächlich geht man heute davon aus, daß es zwei sehr grundsätzlich verschiedene Prozesse gibt, wie ein Stern seine Leuchtkraft für kurze Zeit um das Milliardenfache steigern kann. Die Grenze folgt allerdings nicht genau Minkowskis Klassifikation, die aber trotzdem noch immer in Gebrauch ist: In Supernovae vom Typ Ia explodieren Sterne, die eigentlich schon lange erloschen sind (siehe Supernovae: Kerzen am Rande des Universums). In solchen vom Typ II, Ib oder Ic dagegen stürzen sehr massereiche Sterne - wie etwa Beteigeuze - nach Verbrauch ihrer Energievorräte in sich zusammen (siehe Supernovae: Vom Ende der Giganten).
Abläufe der Explosionen unklar
Beide haben für unser Verständnis des Universums eine Bedeutung, die kaum zu unterschätzen ist - doch in beiden Fällen weiß man noch immer nicht genau, wie sie eigentlich zustande kommen. Denn die Abläufe während dieser Explosionen sind so verwickelt, daß es erst in den letzten Jahren dank immer leistungsfähigerer Computer gelungen ist, sie genauer zu berechnen. Und angesichts der Zahlenmassen, die dabei anfallen, ist es auch für Forscher heute unerläßlich, die Resultate in instruktive Bilder umzusetzen.
Text: Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 14.08.2005
Bildmaterial: Andrea Dupree&Ronald Gilliland/NASA/ESA, F.A.Z., Friedrich Röpke, MPA, Leonard Scheck, MPA, Nasa
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