Hubble findet in NGC 1309 einen halb explodierten Stern

Es gibt verschiedene Arten von Supernova-Explosionen. Supernovae vom Typ Ia, auch bekannt als thermonukleare Supernovae, treten in Doppelsternsystemen auf. Um eine Supernova vom Typ Ia auszulösen, muss einer der beiden Sterne ein Weißer Zwerg sein. Der andere Stern ist oft ein massearmer Stern, wie unsere Sonne, oder kann ein roter Riesenstern sein. Supernovae vom Typ Ia signalisieren die vollständige Zerstörung eines Weißen Zwergs und hinterlassen nichts. Als Astronomen den Ort der Supernova (SN) 2012Z mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA untersuchten, stellten sie schockiert fest, dass der Stern die Explosion überlebt hatte. Er hatte nicht nur überlebt – der Stern war nach der Supernova noch heller als zuvor.

Farbbilder von NGC 1309 vor und nach SN 2012Z. Bildnachweis: NASA / ESA / Hubble / McCully et al., doi: 10.3847 / 1538-4357 / ac3bbd.

SN 2012Z ist eine Art thermonukleare Explosion, die als Supernova vom Typ Iax bezeichnet wird. Sie sind die dunkleren, schwächeren Cousins ​​des traditionelleren Typs Ia.

Da es sich um weniger starke und langsamere Explosionen handelt, haben einige Astronomen die Theorie aufgestellt, dass es sich um gescheiterte Typ-Ia-Supernovae handelt. Die neuen Beobachtungen bestätigen diese Hypothese.

SN 2012Z wurde im Januar 2012 in NGC 1309 entdeckt, einer etwa 110 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie im Sternbild Eridanus, die in den Jahren vor SN 2012Z eingehend untersucht und in vielen Hubble-Bildern festgehalten wurde.

Hubble-Bilder wurden 2013 in einer konzertierten Anstrengung aufgenommen, um zu identifizieren, welcher Stern auf den älteren Bildern dem explodierten Stern entsprach.

Eine Analyse dieser Daten im Jahr 2014 war erfolgreich – Wissenschaftler konnten den Stern genau an der Position von SN 2012Z identifizieren. Dies war das erste Mal, dass der Vorläuferstern einer Weißen-Zwerg-Supernova identifiziert wurde.

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„Wir hatten erwartet, eines von zwei Dingen zu sehen, als wir die neuesten Hubble-Daten erhielten“, sagte Dr. Curtis McCully, Postdoktorand am Las Cumbres Observatory und der University of California, Santa Barbara.

„Entweder wäre der Stern vollständig verschwunden oder vielleicht noch da gewesen, was bedeutet, dass der Stern, den wir auf den Bildern vor der Explosion gesehen haben, nicht derjenige war, der explodierte. Niemand hatte erwartet, einen überlebenden Stern zu sehen, der heller war. Das war ein echtes Rätsel.“

Dr. McCully und Kollegen glauben, dass der halb explodierte Stern heller wurde, weil er sich zu einem viel größeren Zustand aufblähte.

SN 2012Z war nicht stark genug, um das gesamte Material wegzublasen, daher fiel ein Teil davon in einen sogenannten gebundenen Rest zurück.

Sie erwarten, dass der Stern im Laufe der Zeit langsam in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, nur weniger massereich und größer. Paradoxerweise gilt für Weiße Zwerge, je weniger Masse sie haben, desto größer ist ihr Durchmesser.

Jahrzehntelang dachten Astronomen, dass Supernovae vom Typ Ia explodieren, wenn ein Weißer Zwerg eine bestimmte Größengrenze erreicht, die Chandrasekhar-Grenze genannt wird und etwa das 1,4-fache der Sonnenmasse beträgt.

Dieses Modell ist in den letzten Jahren etwas in Ungnade gefallen, da festgestellt wurde, dass viele Supernovae weniger massiv sind als dieses, und neue theoretische Ideen darauf hindeuten, dass es andere Dinge gibt, die sie zur Explosion bringen.

Astronomen waren sich nicht sicher, ob Sterne jemals in die Nähe der Chandrasekhar-Grenze kamen, bevor sie explodierten.

Die Studienautoren glauben nun, dass dieses Wachstum bis zum äußersten Limit genau das ist, was SN 2012Z passiert ist.

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„Die Auswirkungen auf Typ-Ia-Supernovae sind tiefgreifend“, sagte Dr. McCully.

„Wir haben herausgefunden, dass zumindest Supernovae bis zum Limit wachsen und explodieren können. Doch die Explosionen sind schwach, zumindest manchmal.“

„Jetzt müssen wir verstehen, was eine Supernova zum Scheitern bringt und zu einem Typ Iax wird, und was einen als Typ Ia erfolgreich macht.“

Die Ergebnisse erscheinen in der Astrophysikalische Zeitschrift.

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Curtis McCully et al. 2022. Immer noch heller als vor der Explosion, SN 2012Z ist nicht verschwunden: Vergleich der Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops im Abstand von einem Jahrzehnt. ApJ 925, 138; doi: 10.3847 / 1538-4357 / ac3bbd

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