Eine Geschichte von 1800 explodierenden Sternen

Das Subaru-Teleskop zeichnete in einer neuen Studie 1.800 Supernova-Ereignisse im gesamten Universum auf und demonstrierte die beispiellosen Fähigkeiten dieses einzigartigen Teleskops. Zwischen 2016 und 2017 nutzten Astronomen die Sternwarte für einen Zeitraum von vier bis sechs Monaten, um zu sehen, wie Sterne bei Explosionen aufflammen.

Wenn Supernova explodiert, können sie Milliarden von Sternen in ihren Heimatgalaxien überstrahlen, bevor sie verschwinden.

Supernova-Explosionen können ganze Galaxien monatelang überstrahlen. Public Domain Bild

Das Team identifizierte 5 superleuchtende Supernovae und etwa 400 Supernovae vom Typ Ia. Achtundfünfzig dieser Supernovae vom Typ Ia befanden sich mehr als acht Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Im Vergleich dazu brauchten Forscher mit dem Hubble-Weltraumteleskop etwa 10 Jahre, um insgesamt 50 Supernovae zu entdecken, die sich mehr als 8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befinden “, berichtet das Kavli-Institut für Physik und Mathematik des Universums.

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Supernovae (der Plural von Supernovae) resultieren aus zwei Hauptprozessen, obwohl eine dritte Sorte derzeit untersucht wird, und andere Prozesse können ebenfalls zu solchen Explosionen führen. Die ersten, Typ I Supernovae, kommen in Doppelsternsystemen vor, wenn Material von einem größeren Stern auf einen kleineren Begleiter fällt. Sobald das Material eine kritische Masse erreicht, bricht eine gewaltige Explosion aus, die den Stern zerstört und seinen Begleiter freigibt, um im Weltraum frei zu fliegen.

Die bekannteste Sorte der Supernova, Typ II, ist die explosive Zerstörung eines massereichen Sterns, wenn dieser stirbt.

Superleuchtende Supernovae sind die neueste Sorte von Supernova, die von Astronomen entdeckt wurde und die am wenigsten verstanden werden. Während Supernovae vom Typ I mit einer Leuchtkraft blinken können, die einige Milliarden Mal so groß ist wie die der Sonne, können superleuchtende Ereignisse fünf- bis zehnmal so groß sein wie diese eindrucksvolle Anzeige. Ihre große Leuchtkraft ermöglicht es Astronomen, diese Ereignisse in extremer Entfernung zu beobachten und Supernovae aus den frühesten Tagen der Sterne und Galaxien im Universum zu beobachten.

Starren Sie einfach weiter. Du wirst es sehen.

Diese neue Studie untersuchte sorgfältig 1.824 potenzielle Supernova-Ereignisse, wobei 433 Supernovae vom Typ 1a gefunden wurden. Dieser Befund verdoppelt die Anzahl der Supernovae, die jemals in solch enormen Entfernungen gefunden wurden.

Supernovae vom Typ 1a entzünden sich, wenn das vom größeren Begleiter gefallene Gas eine kritische Dichte erreicht und das Material mit einer bestimmten Energiemenge ausbricht. Dank ihrer konstanten maximalen Helligkeit können Astronomen sie als zuverlässige „Standardkerzen“ verwenden, um die Entfernung zu weit entfernten Galaxien zu messen. Diese Messung ermöglicht es, die Expansionsrate des Universums zu berechnen.

Eine Typ-I-Supernova kann entstehen, wenn ein Stern einem großen Begleiter Materie wegzieht (links), und die resultierende Explosion kann dazu führen, dass die verbleibenden Objekte verschmelzen (rechts). Bildnachweis: Goddard Spaceflight Center der NASA

„Obwohl viele Supernovae in nahegelegenen Galaxien gesehen wurden, sind Supernova-Explosionen in unserer eigenen Galaxie relativ selten und finden durchschnittlich einmal pro Jahrhundert statt. Die letzte Supernova-Explosion in der Nähe ereignete sich 1680… Vor 1680 wurden die beiden jüngsten Supernova-Explosionen von den großen Astronomen Tycho Brahe und Johannes Kepler 1572 bzw. 1604 beobachtet “, erklärt die NASA in Imagine the Universe.

Ich sehe es nun deutlich…

Die Position der Supernovae (rot), die von Astronomen entdeckt wurden, die an dieser neuen Studie teilgenommen haben. Die blauen Kreise stellen einzelne Felder dar, die während der Untersuchung gesehen wurden, und ein Bild des Mondes wird maßstabsgetreu platziert. Bildnachweis: Sloan Digital Sky Survey / Kavli IPMU / Teildaten bereitgestellt von: SDSS

Nur eine Handvoll Teleskope in (und über) der Erde, einschließlich des Subaru-Teleskops, sind stark genug, um scharfe Bilder entfernter Sterne aufzunehmen. Zusammen mit der 870-Megapixel-Kamera Hyper Suprime-Cam (HSC) erfasst dieses Instrument auf einmal einen viel größeren Bereich des Himmels als dies mit anderen großen Teleskopen möglich ist.

Das Subaru-Teleskop zeichnet zusammen mit dem HSC Bilder mit einer Größe von 1,77 Grad von einer Seite zur anderen auf. Dies entspricht einer Fläche von nahezu 50 Vollmonden, die wie Eier in einem Karton verpackt sind. Die Kamera ist mit 104 ladungsgekoppelten Geräten (CCDs) ausgestattet, die jeweils sechs Megapixel an Daten auflösen können. Das Instrument wird vom japanischen National Astronomical Observatory betrieben und befindet sich im Mauna Kea Observatory auf Hawaii.

Eine in die Sterne geschriebene Verbindung

„Der Stickstoff in unserer DNA, das Kalzium in unseren Zähnen, das Eisen in unserem Blut und der Kohlenstoff in unseren Apfelkuchen wurden im Inneren kollabierender Sterne hergestellt. Wir sind aus Sternen gemacht. “
- Carl Sagan, Kosmos
Einige der in dieser neuen Studie untersuchten Supernova. Jeder Stern ist vor (links) und nach (Mitte) der Explosion zu sehen, und das rechte Bild jedes Satzes repräsentiert den Unterschied zwischen den beiden anderen Bildern. Bildnachweis: N. Yasuda et al.

Supernovae sind in unserer Galaxie selten und kommen nur etwa alle 100 Jahre vor.

Die nächste Supernova der Neuzeit fand 1987 statt, als ein massereicher Stern in der Großen Magellanschen Wolke (einer Satellitengalaxie der Milchstraße) als Typ-II-Supernova explodierte.

Jedes Element im Universum, das schwerer als Eisen im Periodensystem ist, entsteht bei Ausbrüchen von Supernovae vom Typ II, einschließlich Atomen, aus denen Pflanzen, Tiere und Menschen bestehen. Wenn wir diese fernen, uralten Supernova-Explosionen beobachten, können wir sehen, wie sich elementare Keime im Universum ausbreiten, wodurch Leben auf fernen Welten entsteht. Diese Elemente, die jetzt vorübergehend als intelligente Wesen gesammelt werden, blicken in diesem Moment vielleicht sogar auf uns zurück.