Entfernteste Supernova entdeckt
von Stefan Deiters astronews.com
7. November 2012
Astronomen haben zwei außergewöhnlich leuchtkräftige
Supernovae in großer Entfernung aufgespürt. Die Funde gehören zu den
entferntesten Sternexplosionen, die bislang beobachtet wurden. In Zukunft hoffen
die Wissenschaftler auch Explosionen der ersten Sterne verfolgen zu können, die
im Universum entstanden sind.
So könnte eine der extrem hellen Supernovae
im jungen Universum ausgesehen haben. Bild:
Adrian Malec und Marie Martig (Swinburne
University) |
"Dieser Typ von Supernovae, den wir hier gefunden haben, ist extrem selten",
erläutert Jeff Cooke von der Swinburne University of Technology im
australischen Melbourne, der das Astronomenteam leitete. "Genaugenommen wurde
bislang nur eine weitere Supernova dieser Art entdeckt. Dieser Typ von
Supernovae entsteht durch den Tod eines sehr massereichen Sterns - mit der 100-
bis 250-fachen Masse unserer Sonne - und die Explosionen laufen vollkommen
anders ab als bei gewöhnlichen Supernovae." Die Entdeckung und Untersuchung
solcher Explosionen, so Cooke, würde daher wichtige Informationen über die
zugrunde liegenden Prozesse und über die chemischen Elemente liefern, die dabei
ins All ausgestoßen würden.
Die ungewöhnlich leuchtkräftigen Sternexplosionen wurden erstmals vor einige
Jahren beobachtet und finden sich in unserer kosmischen Umgebung nur sehr
selten. Wie sie genau zu erklären sind, ist bislang unklar, man glaubt aber,
dass eine Untergruppe von ihnen durch eine nukleare Explosion eines extrem
massereichen Sterns entsteht, die durch die Umwandlung von Photonen in
Elektron-Positron-Paare ausgelöst wird. Extrem massereiche Sterne sollte es im
jungen Universum deutlich häufiger gegeben haben, so dass zu dieser Zeit auch
die hellen Supernovae in größerer Anzahl zu beobachten gewesen sein müssen.
Cooke und sein Team entschlossen sich daher, in großer Entfernung nach diesen
Sternexplosionen zu fahnden. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts
endlich ist, stellt die Beobachtung weit entfernter Regionen des Alls auch immer
einen Blick in die Vergangenheit dar. Die Astronomen konzentrierten sich bei
ihrer Suche auf einen Bereich, in dem das Universum weniger als ein Viertel
seines heutigen Alters hatte.
"Die eigentlichen Entdeckungen haben wir in den CFHT Legacy Survey Deep
Fields gemacht", erläutert Cooke. "Das Licht der Supernovae erreichte die
Erde vor vier bis sechs Jahren. Um aber ihre Entfernung bestimmen zu können,
mussten wir das Spektrum der Galaxien aufnehmen, in denen sie sich ereignet
haben." Dies gelang den Astronomen mithilfe des Keck-I-Teleskops und dank der
Empfindlichkeit des Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS). Damit
ließ sich sogar die Strahlung untersuchen, die noch Jahre nach der Explosion
abgestrahlt wurde, was zusätzliche Analysen ermöglichte.
Die beiden entdeckten Supernovae befinden sich bei Rotverschiebungen von 2,05
und 3,90. Die Rotverschiebung lässt sich durch den Vergleich bestimmter
Spektrallinien in einem Spektrum bestimmen und entsteht durch die Expansion des
Universums. Sie ist gleichzeitig ein Maß für die Entfernung eines Objekts - je
größer die Rotverschiebung, desto weiter ist das Objekt von uns entfernt. Die
Rotverschiebung der bisher am weitesten entfernten Supernova betrug 2,36. Die
jetzige Entdeckung deutet darauf hin, dass in diesem Entfernungsbereich so
extrem hellen Supernovae mindestens zehnmal häufiger vorkommen als in unserer
kosmischen Nachbarschaft.
Die Auswertung der Spektren der beiden Supernovae lässt es unwahrscheinlich
erscheinen, dass es sich bei den explodierten Sternen um Exemplare der ersten
Sternengeneration handelte, die nach dem Urknall entstanden sind. Doch halten
die Astronomen nach ihrer jüngsten Entdeckung auch das Aufspüren des explosiven
Endes dieser Sterne grundsätzlich für möglich.
Spannend wäre dies auf jeden Fall: "Kurz nach dem Urknall gab es nur
Wasserstoff und Helium im Universum", erläutert Cooke. "Alle anderen Elemente,
die wir heute um uns herum sehen, wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen und
Silizium wurden im Inneren von Sternen während Supernova-Explosionen erzeugt.
Die ersten Sterne nach dem Urknall haben die Grundlage für den langen Prozess
der Elementanreicherung im Universum gelegt, dem die Vielfalt an Galaxien,
Sternen und Planeten zu verdanken ist, die wir heute beobachten. Unsere
Entdeckungen fallen in eine Frühphase des Universums, die schon in die Zeit
hineinreicht, in der wir auch diese ersten Sterne sehen sollten."
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