Sterne mit mehr als der acht- bis zehnfachen Masse unserer Sonne beenden ihr Leben in einer gewaltigen Explosion, bei der das stellare Gas mit ungeheurer Wucht in den umgebenden Raum geschleudert wird. Solche Supernovaexplosionen gehören zu den energiereichsten und hellsten Phänomenen im Universum und können für Wochen die Strahlkraft einer ganzen Galaxie erreichen. Sie sind der kosmische Ursprungsort chemischer Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Silizium und Eisen, aus denen unsere Erde und unser Körper bestehen, und welche in schweren Sternen über Jahrmillionen erbrütet oder bei der Sternexplosion frisch erzeugt werden.

Aber was verursacht den Supernovaausbruch des Sterns? Wie kommt es zur Umkehr seiner Implosion zu einer Explosion? Die genauen Vorgänge, die sich hierbei abspielen, sind immer noch Gegenstand intensiver Forschung. Leider (oder zum Glück!) lassen sich die Prozesse im Zentrum explodierender Sterne weder im Labor nachmachen, noch kann man sie im tiefen Innern des Sterns, verborgen von vielen Sonnenmassen dichten stellaren Gases, direkt beobachten. Die Forschung ist daher auf extrem aufwändige Computermodelle angewiesen, in denen die komplizierten mathematischen Gleichungen gelöst werden, mit denen die Bewegung des Sterngases und die Physik bei den extremen Temperaturen und Dichten im kollabierenden stellaren Kern beschrieben werden. Dazu werden die leistungsstärksten existierenden Supercomputer eingesetzt, und dennoch konnten bis vor kurzem solche Berechnungen nur mit groben Vereinfachungen durchgeführt werden.

Mit der Förderzusage für das Projekt „Modeling Stellar Collapse and Explosion: Evolving Progenitor Stars to Supernova Remnants” haben die Wissenschaftler nun die Möglichkeit, die Abläufe in kollabierenden Sternen anhand detaillierter Computermodelle erstmals in allen drei Raumdimensionen nachzuvollziehen. Ziel dieses ambitionierten Projekts ist es, einerseits verlässlichere Vorhersagen der bei Sternexplosionen erzeugten chemischen Elemente sowie der bei einer zukünftigen galaktischen Supernova messbaren Neutrino- und Gravitationswellensignale zu erhalten. Andererseits sollen die theoretischen Modelle helfen, die in vielen Einzelheiten beobachteten Eigenschaften von gasförmigen und kompakten Überresten naher, vergangener Supernovae besser zu verstehen. Dies soll umgekehrt Rückschlüsse auf die immer noch unklaren Abläufe erlauben, welche im Sterninnern die Explosion auslösen.

Der ERC wird das Simulationsprojekt fünf Jahre lang mit bis zu 2,9 Millionen Euro unterstützen. Laut Ausschreibung sollen die geförderten Projekte sowohl hinsichtlich der zu erwartenden wissenschaftlichen Erfolge als auch in Bezug auf die Kreativität und Originalität ehrgeizige Ziele verfolgen. Ausgewählte internationale Gutachter bewerten alle Vorschläge und erstellen eine Rangliste, anhand derer die Fördermittel verteilt werden. Das Supernovaprojekt konnte sich unter über 2000 Anträgen durchsetzen und sichert sich somit die attraktive, langfristige Förderung, die nur an Forscher vergeben wird, die aktiv in der Forschung tätig sind und ihre umfassenden Forschungsleistungen der letzten zehn Jahre mit einer überzeugenden Erfolgsbilanz nachweisen können.

Links:

MPG über Advanced Grants 2012
ERC Advanced Grants
Pressemitteilung der EU