Bis auf die Knochen abgetragen:
Bizarre Supernova entdeckt

Astronomen entdeckten eine Supernova, die völlig anders explodierte als alle bisher bekannten Sternexplosionen. SN2021yfj zeigt schwere Elemente aus den tiefsten Schichten - aber wie verlor der Stern seine äußeren Hüllen?
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Supernova zeigt Stern "bis auf die Knochen" abgetragen

Astronomen haben erstmals einen Stern beobachtet, der praktisch "bis auf die Knochen abgetragen" wurde, bevor er als Supernova explodierte. Die neu entdeckte Supernova SN2021yfj zeigt eine völlig andere chemische Signatur als alle bisher bekannten Sternexplosionen. Zum ersten Mal konnten Astrophysiker zudem eine Supernova beobachten, die reich an Silizium, Schwefel und Argon ist - schwere Elemente aus den tiefsten Schichten des ursprünglichen Sterns.

Die Beobachtungen von SN2021yfj deuten darauf hin, dass der massereiche Stern irgendwie seine äußeren Wasserstoff-, Helium- und Kohlenstoffschichten verloren hat und die inneren silizium- und schwefelreichen Schichten freigelegt hat, bevor er explodierte. Die Studie wurde im Magazin Nature veröffentlicht und bietet direkten Beweis für die lange theoretisierte innere Schalenstruktur von Sternriesen. Supernova bis auf die Knochen abgetragen Da nur ein Beispiel für diesen Supernova-Typ vorliegt, betonen die Forscher die Notwendigkeit, weitere Fälle zu finden.

Die große offene Frage ist: Wie oft kommen solche Explosionen im Universum vor? Hatten wir unglaublich viel Glück? Oder gibt es viele davon und wir haben nicht richtig gesucht?
Studienautor Adam Miller
Astronomen haben lange theoretisiert, dass massereiche Sterne eine zwiebelartige Struktur haben, bei der die äußeren Schichten hauptsächlich aus den leichtesten Elementen bestehen und die Elemente nach innen hin immer schwerer werden, bis sie den innersten Eisenkern erreichen. Normalerweise zeigen Supernovae nur die äußeren Wasserstoff- und Heliumschichten.

Die Forscher glauben, dass der ursprüngliche Stern etwa 60-mal schwerer war als die Sonne, aber durch den Verlust seiner äußeren Schichten deutlich an Masse verlor. Das Forschungsteam vermutet, dass sich dieser mysteriöse Stern buchstäblich selbst zerrissen hat: Während sich der Kern unter seiner eigenen Schwerkraft zusammenzieht, wird er heißer und dichter.


Gewaltsamer Prozess vor der Explosion

Die extreme Hitze und Dichte entzünden dann die Kernfusion mit einer unglaublichen Intensität, die einen gewaltigen Energiestoß verursacht, der die äußeren Schichten des Sterns wegdrückt. Obwohl massereiche Sterne normalerweise Schichten vor der Explosion abwerfen, stieß SN2021yfj weit mehr Material aus, als Wissenschaftler jemals zuvor beobachtet hatten.

Andere Beobachtungen von "abgestreiften Sternen" haben Schichten aus Helium oder Kohlenstoff und Sauerstoff gezeigt. Aber Astrophysiker hatten noch nie etwas Tieferes als das erblickt - was darauf hindeutet, dass etwas extrem Gewaltsames und Außergewöhnliches im Spiel sein muss.

Neue Supernova-Klasse definiert

SN2021yfj ist so ungewöhnlich, dass sie eine neue Klasse definiert: Typ Ien.

Die Entdeckung gelang im September 2021 mit dem Zwicky Transient Facility (ZTF), das östlich von San Diego liegt und mit einer Weitfeldkamera den gesamten sichtbaren Nachthimmel abscannt. Die Kollision der massiven Schalen war so gewaltsam, dass sie eine brillante Supernova erzeugte, die noch aus einer Entfernung von 2,2 Milliarden Lichtjahren sichtbar war.

Was haltet ihr von dieser spektakulären Entdeckung? Teilt eure Gedanken zu den Geheimnissen des Universums in den Kommentaren!

Was ist an SN2021yfj so besonders?
SN2021yfj ist die erste bekannte Supernova, bei der das Innere eines Sterns direkt sichtbar wurde - einschließlich einer dichten Schicht aus Silizium und Schwefel. Diese Schicht liegt normalerweise tief im Inneren und ist durch äußere Hüllen aus Wasserstoff und Helium verdeckt.

Die Entdeckung bestätigt das theoretische "Zwiebelmodell" massereicher Sterne und zeigt, dass Sterne nicht nur ihre äußeren, sondern auch tiefere Schichten vor dem Kollaps verlieren können. Das macht SN2021yfj zu einem einzigartigen Fenster in die späten Stadien stellarer Entwicklung.
Wie wurde SN2021yfj entdeckt?
Die Supernova wurde im September 2021 vom Zwicky Transient Facility (ZTF) entdeckt, das den Himmel nach kurzlebigen Helligkeitsveränderungen absucht. Ein plötzlicher Helligkeitsanstieg in 2,2 Milliarden Lichtjahren Entfernung machte die Forscher aufmerksam.

Erst durch ein Spektrum, aufgenommen mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii, wurde klar, dass es sich um ein außergewöhnliches Ereignis handelt. Ohne diese spektroskopischen Daten wäre SN2021yfj möglicherweise unentdeckt geblieben.
Was bedeutet "stripped to the bone"?
Der Ausdruck beschreibt, dass der Stern vor seiner Explosion fast alle äußeren Schichten verloren hatte - einschließlich Wasserstoff, Helium und Kohlenstoff. Übrig blieb nur das tiefere Innere mit Silizium, Schwefel und Argon.

Dieses "Abstreifen bis auf die Knochen" ist extrem selten und liefert erstmals direkte Hinweise auf die tiefsten Schichten eines massereichen Sterns. Es zeigt, wie gewaltsam und komplex der Tod solcher Sterne verlaufen kann.
Welche Elemente wurden bei SN2021yfj gefunden?
Im Spektrum der Supernova wurden vor allem Silizium, Schwefel und Argon identifiziert - Elemente, die normalerweise tief im Inneren eines Sterns entstehen. Diese wurden durch eine vorgelagerte Gashülle sichtbar gemacht.

Die Entdeckung dieser Elemente vor der Explosion ist neuartig. Bisher wurden sie nur als Teil des Auswurfmaterials nach einer Supernova beobachtet, nicht als freiliegende Schicht vor dem Kollaps.
Wie konnte der Stern so viel Masse verlieren?
Die Forscher vermuten mehrere mögliche Ursachen: starke stellare Winde, eine Interaktion mit einem Begleitstern oder sogenannte "Pair-Instabilitäts"-Eruptionen, bei denen der Stern sich selbst teilweise zerreißt.

Wahrscheinlich kam es zu mehreren gewaltsamen Massenauswürfen kurz vor der Explosion. Dabei könnten bis zu drei Sonnenmassen abgestoßen worden sein - ein bisher kaum beobachteter Vorgang.
Was ist eine Typ-Ien-Supernova?
Die Forscher haben SN2021yfj als neuen Supernova-Typ "Typ Ien" klassifiziert. Das "n" steht für "nucleosynthetic", da hier tieferliegende Elemente wie Silizium und Schwefel sichtbar wurden.

Anders als Typ-Ib- oder Ic-Supernovae, die nur Helium oder Sauerstoff freilegen, zeigt Typ Ien das Innerste eines Sterns. Diese Klassifizierung könnte helfen, ähnliche Ereignisse künftig besser zu erkennen.
Zusammenfassung
  • Astronomen entdeckten mit SN2021yfj einen völlig neuartigen Typ Supernova
  • Erstmals wurden Silizium, Schwefel und Argon aus tiefsten Sternschichten beobachtet
  • Der ursprünglich 60 Sonnenmassen schwere Stern verlor seine äußeren Hüllen
  • Extreme Hitze und Kernfusion haben vermutlich die äußeren Schichten weggedrückt
  • Die Entdeckung definiert einen neuen Supernova-Typ namens Typ Ien
  • Die Explosion war noch aus 2,2 Milliarden Lichtjahren Entfernung sichtbar
  • Forscher suchen nach weiteren Beispielen dieses seltenen Phänomens

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