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27.04.11 · 12:10 Uhr
Gemetzel unter Sternen!
Kategorie: Naturwissenschaften · Kommentare: 23
Oder vielleicht doch lieber: "Weltraumteleskop analysiert Supernovaüberrest"? Ne... heute bleib ich beim "Gemetzel". Vor allem weil hier tatsächlich ein Stern den anderen zerfetzt.
Es geht um eine der berühmtesten Supernova-Explosionen der Geschichte. Im Jahr 1572 entdeckte Tycho Brahe einen neuen Stern im Sternbild Kassiopeia. Das war außergewöhnlich! Denn man war bisher der festen Meinung, der Fixsternhimmel sei ewig und unveränderlich. Dieser neue Stern schmiß all diese Vorstellungen über den Haufen und seine Entdeckung machte Brahe in ganz Europa berühmt.
Aber auch heute noch liefert die "Supernova 1572" wie sie offiziell genannt wird neue und spannende Ergebnisse. Mittlerweile wissen wir auch genauer, was Brahe da gesehen hat. SN 1572 gehört zur Klasse der "Supernovae vom Typ Ia". Diese spezielle Gruppe von Sternexplosionen entsteht, wenn ein weißer Zwerg explodiert. Eigentlich stellen die weißen Zwerge ja schon ein stabiles Endstadium der Sternentwicklung dar. Wenn unsere Sonne einmal keinen Brennstoff mehr übrig hat und zu einem roten Riesen wird, wird sie auch irgendwann später die äußeren Schichten ihrer Atmosphäre abstoßen. Übrig bleibt nur der kleine - etwa erdgroße - enorm dichte Kern: ein weißer Zwerg. Der macht dann nicht mehr viel, er wird nur noch immer kühler und wartet ab, was sich am Ende des Universums so tut.
Es sei denn, er bekommt von irgendwo noch etwas Materie her! Wenn sich der Stern ursprünglich in einem engen Doppelstern befand, dann hat der weiße Zwerg unter Umständen die Möglichkeit, ab und zu ein wenig Material von seinem Begleitstern zu klauen (wenn die beiden sich nahe kommen zum Beispiel oder wenn der Sternwind des Begleiters Material auf den weißen Zwerg schleudert). Er wird also immer schwerer werden und irgendwann wieder zum Leben erwachen! Wenn er nämlich zu schwer wird - beim Überschreiten der sogenannten "Chandrasekhar-Grenze" von etwa 1.2 Sonnenmassen - dann ist er nicht mehr stabil und wird in einer gewaltigen Explosion zur Supernova. Da diese Prozesse immer gleich ablaufen weil ja immer die gleichen Massen involviert sind, ist auch der Helligkeitsverlauf so einer Supernova vom Typ Ia immer gleich. Das ist enorm praktisch für die Entfernungsbestimmung! Wir wissen, wie hell die Supernova eigentlich werden sollte, können beobachten, wie hell sie uns tatsächlich erscheint und können daraus sofort die Entfernung bestimmen. Und weil diese Explosionen so enorm hell sind, können wir sie auch in fernsten Galaxien beobachten (das war z.B. bei der Entdeckung der dunklen Energie wichtig).
Das Röntgenteleskop Chandra hat sich nun SN 1572 genauer angesehen. So eine Supernova erzeugt ja Strahlung in allen Wellenlängen. So sieht die Explosion im Röntgenlicht aus:
Die Position des explodierten Sterns wird durch das grüne Kreuz angezeigt; die Farben im Bild zeigen Röntgenstrahlen mit verschiedenen Energien (rot: 1.6-2.0 keV, grün: 2.2-2.6 keV, blau: 4-6 keV). Die hochenenergetischste Strahlung sieht man in blau ganz außen: das ist die Schockwelle der Explosion. Wer genau hinsieht, sieht links unten aber noch einen kleinen blauen Bogen. Und mit dem kommen wir jetzt zum Teil mit dem "Gemetzel".
Man geht nämlich davon aus, dass der weiße Zwerg hier bei seiner Explosion ein Stück aus seinem Begleitstern herausgerissen hat! Man hat schon bei früheren Beobachtungen einen Stern ganz in der Nähe der Explosion gefunden der sich schneller bewegt als er eigentlich sollte. Vermutlich hat er von SN 1572 einen ordentlichen Tritt bekommen und wurde deswegen schneller. So wie es nun aussieht, hat er dabei aber auch ein ordentliches Stück seines Materials verloren. So stellt man sich das vor:
Dieses Szenario wird auch durch weitere Beobachtungen gestützt, die genau hinter dem Bogen einen "Schatten" zeigen. Hier hat das Material des Begleitssterns die Strahlung der Explosion abgeschirmt:
Zuerst hat sich der weiße Zwerg also kannibalistisch an der Masse seines Begleiters bedient um dann schließlich bei seinem explosiven Abgang noch ein ordentliches Stück aus ihm heraus zu reissen. Raue Sitten sind das im Weltall... aber auf jeden Fall spannende Geschichten für die Astronomen!
Autor: Florian Freistetter· 23 Kommentare· Permalink· Trackback-URL
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Kommentare (23)
Haha, das scheint wohl ein neuer Trend zu werden, daß jeder zweite scienceblogs-Beitrag "Mörder", "Gemetzel" o.ä im Titel hat :-)
Ich hoffe, es ist keine zu blöde Frage: Warum sieht man nur den blauen Rand als 'Ring' und nicht als ganze 'Halb'kugel, die die schwächere Strahlung 'dahinter' überdeckt? Wird das raus gerechnet oder gibt es einen anderen Grund?
Die Röntgenaufnahme find ich fantastisch. Fast genau so geil wie die Aufnahmen die es von Eta Carinae gibt. Da wünsch ich mir oft ein paar hundert tausend Jahre im Zeitraffer sehen zu können.
@MartinS: Das ist letztlich einfach ein geometrischer Effekt. Wenn du direkt auf eine dünne Halbkugel-Schale drauf schaust, siehst du weniger leuchtende Materie, als wenn du ganz knapp tangential dran vorbei schaust (ich hoffe, du kannst dir's vorstellen? extra ein Bildchen dazu entwerfen wäre etwas mühselig...). Deswegen sieht's am Rand heller aus - weil du da einfach mehr von der leuchtenden Materie siehst!
@Bjoern
Danke Dir! Die Erklärung habe ich sogar beim ersten Lesen verstanden :-)
Ich glaube das Chandrasekhar Limit liegt bei 1.4 Sonnenmassen.
Wie lange dauert denn das ganze Gemetzel so ungefaehr?
@Georg Hoffmann: Die Chandrasekhar-Grenze hängt von der chemischen Zusammensetzung des Weißen Zwergs ab. Für Weiße Zwerge mit einem Eisenkern stimmt Florians Zahl (in etwa)
http://de.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar-Grenze
@Georg: Also wie Bjoern schon sagte: Das C-Limit ist variabel und hängt von der Zusammensetzung des Sterns ab. Da der weiße Zwerg einen schwerer Eisenkern hat, ist es da ein wenig niedriger.
Was meinst du mit der Dauer genau? Wie lange so eine Supernova dauert? Das geht relativ fix. Langsame Explosionen sind ja auch eher selten ;)
@Florian
Aha. Eisenkern. Wieder was gelernt.
Meine Erfahrungen mit stellaren Explosionen sind halt etwas beschraenkt und so weiss ich nicht was "fix" ist. Sagen wir die Zeit, wo man was mit einem guten Teleskop per Auge sieht. Wielange hat der Tycho Brahe was beobachtet?
@Georg: Hier ist eine beispielhafte Kurve: http://www.hacastronomy.com/sn/sn_light_curves.gif
Es gibt zuerst einen schnellen Anstieg der Helligkeit und dann ein langsames Absinken das ein paar Monate dauern kann.
@Florian
Danke.
Hast du gemerkt, dass ich ruecksichtvoller Weise nicht geschrieben habe: Wie lange sind die heiligen drei Koenige denn dem Licht gefolgt?
Wieso "rücksichtsvoll"?
Das sind dann also "Star Wars" im eigentlichen Wortsinne.
@ noch´n Flo ... ziemlich einseitiger Krieg, wenn immer nur der weiße Zwerg die Klappe dabei aufreißt... :-)
Ich weiß noch nicht genau woran es liegt, aber ich finde die Darstellung, die ich bisher von Tycho Brahe so zusammengeglaubt habe, ziemlich sympathisch aber auch chaotisch. Er war ein genialer Beobachter aber wiederum auch ein extrem ausschweifender Typ. Gibts solche Astronomen heutzutage noch?! Die sich aus ihren Observatorium ein kleines Lustschloss (Elch nicht vergessen) bauen..?!
was mich bei der Sache noch interessieren würde ist, was man noch über dieses "herausreißen" vom anderen Stern sagen kann. Wird nur am Rand, wo die Druckwelle vorbeirasseln kann Materie herausgerissen und es schwebt dann so eine Art Rauchkringel durch den stellaren Raum, oder ist das wirklich Halbkugelförmig? Könnte so eine Explosion auch etwaige Planeten mit sich reißen (falls im Doppelsternsystem solche Körper überhaupt fast unchaotisch existieren können....)
naja, ziemliche Halbwissenfragen, ich weiß....
Wo befindet sich der "Metzler" eigentlich innerhalb der Wolke? Ich hätte ihn intuitiv im Zentrum dieser vermutet, wie jedoch in der ersten Röntgenaufnahme zu sehen ist, scheint er sich etwas links davon zu befinden.
Ist er etwa doch in der Mitte, aber wegen dem Aufnahmewinkel wirkt er nur scheinbar verschoben oder liegt es an der Entwicklung der Wolke, die sich aufgrund von Dichteschwankungen ungleichförmig ausdehnt? Oder hab ich Null Plan?
Das ist jetzt, wie schon in meinem letzten Post zu erkennen, auf unwissenden Füßen erbaut - aber ich hätte da die Theorie, dass sich die Explosionsmassen des weißen Zwerges durchaus kugelförmig im Raum ausbreiten würden, wäre da nicht dieser zweite Stern, der ja auch noch seinen Sternenwind abgibt. Ich vermute deshalb, dass die Explosion kontinuierlich in die andere Richtung gedrückt wird - fragt sich jetzt nur, wie schnell sich die beiden Sterne eigentlich umkreisen und ob das auf den Sternenwind hochgerechnet noch möglich ist, was ich da gerade geschrieben habe - ansonsten wüsste ich nämlich auch nicht so direkt, warum der Ausgangspunkt der Explosion nicht im Zentrum der Wolke liegt...
...
Man sieht ja auch noch «oberhalb» des Begleitsternstücks ein dunkleres Segment am linken Rand, so etwa zwischen 9 und 10 Uhr. Stand da vielleicht auch was Massives im Weg?
Hallo @Florian.
Kann ich die Kommentare auch abonnieren ohne hier
meinen Senf abzuliefern zu muessen ?
@ Nairolf:
Klar, machen andere ja auch. Die geben dann als Text einfach "..." oder "x" oder was ähnliches ein, aktivieren das Benachrichtigungskästchen und schicken das als Kommentar ab. Fertig!
@cv: "Wo befindet sich der "Metzler" eigentlich innerhalb der Wolke?"
Also ohne jetzt viel Ahnung von den Details bei SN 1572 zu haben würde ich sagen der muss schon in der Mitte sein. Die ganze Wolke entstand ja durch die Explosion und die sollte halbwegs gleichmäßig in alle Richtungen gegangen sein.
@Quixottel: "fragt sich jetzt nur, wie schnell sich die beiden Sterne eigentlich umkreisen "
Jetzt gar nicht mehr ;) Der ursprüngliche weiße Zwerg ist ja nicht mehr da; der ist komplett explodiert.
@Moss: Gute Frage. Ich weiß auf die Schnelle auch gar nicht welche Prozesse bei SNs noch alle für solche Schatten sorgen könnten...
@noch'n Flo:
Genau, und der weiße Zwerg ist der Todesstern :)
Das Röntgenbild ist wirklich wunderschön. Wie geht es mit dieser wolkigen Kugel (annäherungsweise) denn jetzt weiter? Und habe ich das richtig verstanden, dass SN vom Typ Ia immer ein (mindestens) Doppelsternsystem voraussetzen?
@FlorianF:
Nunja, aber der weiße Zwerg hatte vor seiner Explosion durchaus noch eine Bewegung, und diese wird doch auch in die Explosion, in gewissem Sinne, übertragen. Der noch vorhandene Stern betreibt seine Kreischen weiter und schon kommt, annäherungsweise, ein Gesamtsystem raus, das um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreist. Dass das jetzt bisschen blöd auf eine Explosionswolke zu rechnen geht ist mir klar, aber meine Theorie, ob denn der Sternenwind des noch vorhandenen Sterns eine Auswirkung haben könnte scheint keinen sonderlich großen Anklang gefunden zu haben, schließlich wird darüber nicht weiter sinniert. Naja, is ja auch schnuppe...
@grüse: nee, ich denke nicht dass die Bezeichnung einer SN jemals angibt, ob das ein Doppelsternsystem war oder nicht. Die Typen geben nur an, was für eine Explosion zu erwarten ist. Und die von Ia geben nunmal immer an, dass ein weißer Zwerg explodiert, da er Masse einsammelt. Um so viel Masse zu sammeln wäre es allerdings schon günstig für den Zwerg, einen Partner zu haben. Ich denke aber einen zwingend nötigen Fakt stellt das noch nicht dar. Könnte aber durchaus sein, dass nur durch einen Partne genügend Masse aufgenommen werden kann. Das dürfte schwer direkt zu sagen sein...