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Abb. 1:
Bild der Supernova SN 1994d am Rand der Galaxie NGC 4526. In einer
Supernova-Explosion scheint ein Stern kurzzeitig so hell wie eine ganze
Galaxie.
Bild: NASA/STScI
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Abb. 2:
Komposition von Röntgen-, optischen und Infrarotaufnahmen der Galaxien M32,
M105, NGC 3377 und NGC 3585 (im Uhrzeigersinn von links oben).
Bilder: Röntgen: NASA/CXC/MPA/M.Gilfanov & A.Bogdan; Infrarot: 2MASS/UMass/IPAC-
Caltech/NASA/NSF; optisch: DSS
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Die sogenannten Supernovae vom Typ Ia erlauben es, die kosmische Ausdehnung
zu bestimmen, da sie auch auf große Entfernungen zu sehen sind und eine
verlässliche Lichtkurve haben. Allerdings waren sich die Astronomen bisher
nicht sicher, was genau diese Explosionen auslöst.
"Es war wirklich äußerst peinlich, dass wir nicht wussten, wie diese
Objekte funktioneren; sie sind dermaßen wichtig für unser Verständnis des
Universums", sagt Marat Gilfanov vom Max-Planck-Institut für Astrophysik
(MPA), der Erstautor des Artikels, der diese Woche in der renommierten
Zeitschrift Nature veröffentlicht wird. "Jetzt fangen wir an zu verstehen,
was diese Explosionen zur Zündung bringt."
Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass eine Supernova vom Typ Ia
dann entsteht, wenn ein weißer Zwergstern - der zusammengestürzte Kern
eines alten Sterns - seine Massengrenze übersteigt, instabil wird und
explodiert. Für die Massenzunahme gibt es zwei Möglichkeiten: entweder
durch Akkretion, wenn der weiße Zwerg Materie von einem sonnenähnlichen
Begleitstern ansaugt bis er seine Massengrenze erreicht, oder indem zwei
weiße Zwergsterne miteinander verschmelzen.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Supernovae in den Galaxien, die wir
beobachtet haben, fast alle durch die Verschmelzung von zwei weißen
Zwergen, hervorgerufen werden", sagt Mitautor Akos Bogdan, ebenfalls vom
MPA. "Das hatten die meisten Astronomen wohl nicht erwartet."
Die Unterschiede zwischen diesen beiden Szenarios könnte auch Auswirkungen
darauf haben, wie diese Supernovae zur Entfernungsbestimmung im Universum
eingesetzt werden. Weil es weiße Zwerge mit ganz unterschiedlichen Massen
gibt, könnte die Helligkeit der Explosionen bei ihren Verschmelzungen etwas
variieren.
Da in den beiden Szenarien unterschiedlichen Mengen an Röntgenstrahlung
ausgesandt werden, beobachteten Gilfanov und Bogdan fünf nahe, elliptische
Galaxien sowie den Zentralbereich der Andromedagalaxie mit dem Chandra-
Observatorium der NASA. Wird eine Supernova durch kontinuierlich
einströmende Materie verursacht, so sieht man bereits im Vorfeld der
Explosion eine signifikante Röntgenemission. Beim Verschmelzen zweier
weißer Zwerge andererseits, entsteht sehr viel weniger Röntgenstrahlung.
Die Wissenschaftler haben nun herausgefunden, dass die beobachtete
Röntgenstrahlung etwa 30 bis 50 mal schwächer ist, als man es im
Akkretionsszenario erwarten würde, was diesen Mechanismus praktisch
ausschließt. Demnach dominiert die Verschmelzung zweier weißer Zwerge in
diesen Galaxien. Ob dies allerdings auch in Spiralgalaxien der
Hauptmechanismus für Typ Ia Supernovae ist, bleibt noch zu klären.
Ein weitere faszinierende Wirkung dieses Resultats besteht darin, dass
Doppelsternsysteme aus zwei weißen Zwergen selbst mit den besten Teleskopen
nur relativ schwer zu entdecken sind.
"Viele Astrophysiker sahen das Verschmelzungsszenario auch deshalb als
unwahrscheinliche Lösung an, weil es scheinbar zu wenige Doppelsternsysteme
mit weißen Zwergen gibt", sagt Gilfanov. "Jetzt muss dieser Weg zur
Supernova genauer untersucht werden."
Zusätzlich zu den Röntgendaten von Chandra wurden auch Daten vom Spitzer
Weltraumteleskop der NASA sowie der 2MASS-Survey für dieses Ergebnis
untersucht. Die Helligkeit im Infrarotlicht erlaubte es dem Team
abzuschätzen, wie viele Supernovae es geben sollte.
Originalveröffentlichung
Marat Gilfanov & Akos Bogdan,
"An upper limit on the contribution of accreting white dwarfs to the type Ia
supernova rate",
Nature, 18. Februar 2010
Weitere Informationen, Bilder und Multimedia finden Sie hier
http://chandra.harvard.edu,
http://chandra.nasa.gov
und
Computersimulationen von verschmelzenden Weißen Zwergen
Kontakt:
Dr. Hannelore Hämmerle
Pressesprecherin
Max-Planck-Institut für Astrophysik
und Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Tel: +49 89 30000-3980
E-Mail: hhaemmerlempa-garching.mpg.de
Dr. Marat Gilfanov
Max-Planck-Institut für Astrophysik
Tel: +49 89 30000-2227
E-mail: mgilfanovmpa-garching.mpg.de
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