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Staubiger
Supernova-Überrest
von Stefan Deiters
astronews.com
21. Dezember 2007
Das Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer hat um den
Supernova-Überrest Cassiopeia A gewaltige Mengen an Staub entdeckt.
Zusammengenommen würde der Staub die Masse der Erde um das 10.000-fache
übertreffen. Für die Forscher ist der Fund wichtig zur Klärung der Frage, woher
der erste Staub im Universum kam, der die Entstehung von Sternen und Planeten
wie wir sie kennen erst möglich machte.
Der Supernova-Überrest Cassiopeia A in einer
Aufnahme des Weltraumteleskops Spitzer. Staub
ist rötlich dargestellt. In gelben Bereichen
vermischt sich Argon-Gas (grün) mit dem Staub.
Silizium-Gas erscheint bläulich.
Bild: NASA / JPL-Caltech
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Die jetzt veröffentlichten Beobachtungen des
Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer sind der bislang wichtigste Hinweis zur
Klärung der Frage, woher der Staub im frühen Universum kam. Lange Zeit hatten
Astronomen schon Explosionen einer ersten Sternengeneration als Staublieferanten
im Verdacht, doch konnte man bislang keinen wirklichen Beweis dafür finden,
dass bei einer solchen Supernova tatsächlich größere Staubmengen entstehen. Doch
das hat sich jetzt geändert: Rund um den Supernova-Überrest Cassiopeia A spürte
Spitzer so viel Staub auf, dass er zusammengenommen etwa die 10.000-fache Masse
der Erde hätte.
"Nun können wir zweifelsfrei sagen, dass Staub, und zwar eine Menge Staub, in
dem Material entstanden ist, was bei der Cassiopeia A-Explosion ins All
geschleudert wurde", erläutert Jeonghee Rho vom Spitzer Science Center der NASA
am California Institute of Technology in Pasadena. "Der Fund gelang nur, weil Cassiopeia A in unserer eigenen Galaxie liegt und deswegen nahe genug war, um
den Überrest im Detail zu studieren." Rho und ihr Team veröffentlichen die
Ergebnisse ihrer Beobachtungen in einem Artikel, der im Januar 2008 in der
Fachzeitschrift Astrophysical Journal erscheinen wird.
Staub ist im Weltall enorm wichtig und findet sich praktisch überall - in
unserer direkten Umgebung genauso wie im ganz jungen Universum viele Milliarden
Lichtjahre entfernt. Heute entsteht Staub durch sterbende sonnenähnliche Sterne.
Im jungen Universum jedoch muss es andere Quellen gegeben haben, da
sonnenähnliche Sterne damals noch nicht lange genug existierten. Staub wird aber
benötigt, damit Sterne wie wir sie heute kennen, überhaupt entstehen können.
So kamen die Astronomen schnell auf den Gedanken, dass Supernovae,
also die Explosionen von massereichen Sternen, eine Rolle bei der
Staubproduktion gespielt haben könnten - und zwar ´Supernovae massereicher Sterne der ersten
Sternengeneration. Die Astronomen nennen diese Sternengeneration
"Population 3" und es sind die einzigen Sterne, die ohne Staub entstanden sind. Darüber
hinaus kann Staub auch noch durch andere Objekte entstehen, etwa in Quasaren.
Entsprechende Hinweise hatte Spitzer im Oktober gefunden (astronews.com
berichtete).
Rho und ihre Kollegen untersuchten den 11.000 Lichtjahre entfernten
Supernova-Überrest Cassiopeia A. Dieser liegt zwar nicht im jungen Universum,
ist uns dafür aber so nahe, dass man mit Hilfe von Spitzer die Frage beantworten
können sollte, ob eine Supernova überhaupt hinreichend Mengen an Staub
produziert, um als Staubproduzent in Frage zu kommen. "Da man mit Spitzer Staub
sehr gut beobachten kann, konnten wir eine detaillierte Karte über die
Verteilung von Staub in der gesamten Struktur machen", erläutert Rho.
Eines fiel den Astronomen dabei sofort auf: Der Staub befand sich genau dort,
wo auch das Gas war, das bei der Explosion ins All geschleudert wurde. Das war
für die Forscher ein eindeutiger Hinweis darauf, dass der Staub im
Auswurfmaterial entstanden ist. "Staub entsteht zwischen einigen und einigen
Hundert Tagen nach solchen Explosionen, wenn die Temperatur des Gases und der
anderen Materialien zurückgeht", erläutert Teammitglied Takashi Kozasa von der
Hokkaido-Universität in Japan.
Aller entdeckter Staub zusammen macht ungefähr die 10.000-fache Masse der
Erde aus. Nach Ansicht der Forscher könnten damit entsprechende Supernovae
tatsächlich für fast den gesamten Staub im jungen Universum verantwortlich sein.
Der noch fehlende Anteil könnte eventuell kälterer Staub sein, den Spitzer
bei Cassiopeia A nicht erkennen konnte. Allerdings, so Rho, seien weitere
detaillierte Studien nötig, um die Staubfrage abschließend zu klären. So wisse
man beispielweise sehr wenig darüber, wie schnell Staub wieder zerstört wird.
Dies sei aber wichtig, um festzulegen, wie viel Staub überhaupt entstanden sein
muss, um den Staub im jungen Universum zu klären.
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