Noch vor zehn bis 20 Jahren, als die Physik keine bessere Antwort auf die Frage „Was ist eine Supernova?“ hatte, war klar: Supernovae sind auf Weiße Zwerge im Universum zurückzuführen. Dabei wird Materie eines größeren Begleitsterns aufgesaugt und ist eine bestimmte Masse erst einmal erreicht, explodieren sie. Eine Strahlkraft wird freigesetzt, mit der sich sogar Entfernungen im All berechnen lassen. Doch heute ist man sich sicher: Supernovae sind weitaus komplexer als ursprünglich angenommen.

Was ist eine Supernova? Diese Szenarien sind möglich

Zwar sind die sogenannten Weißen Zwerge häufig nicht ganz unbeteiligt an einer solchen, was eine Supernova ist, erklären sie trotzdem nur zum Teil. Denn die Sternenexplosion im Weltall haben nicht nur eine, sondern gleich mehrere, verschiedene Ursachen. Eine Studie des Max-Planck-Instituts für Astronomie zeigt, wie Supernovae in unserer Milchstraße abgelaufen sind. Dabei stellte sich heraus, dass nur wenige von ihnen sich nach dem Schema Ia, bei dem ein Weißer Zwerg sich an der Sternenmaterie bereichert, verhielten. Aber was ist eine Supernova dann?

Gehen wir einmal schrittweise vor: Ein Weißer Zwerg ist eine ausbrannte Sonne. Sie besteht nur noch aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Zunächst wird der Stern zu einem Roten Riesen aufgebläht und fällt dann als eine kompakte Kugel zusammen. Die Elektronen wehren sich dagegen weiter zusammengedrückt zu werden. Ab einer Masse von 1,4 Sonnenmassen kann sich der Weiße Zwerg nicht mehr dagegenstemmen. Daraufhin folgt der Kollaps in Form einer Supernova.

Eine Supernova vom Typ Ia

Der indische Physiker Subrahmanyan Chandrasekhar entdeckte die Massengrenze von Weißen Zwergen. Supernovae vom Typ Ia lassen immer eine gleich große Masse zusammenfallen. Gleichzeitig wird die gleiche Menge Strahlung ins Weltall geschleudert. Daher dienten diese Sternenexplosionen für Astronomen als eine Art kosmischer Zollstock. Je dunkler eine Supernova, desto weiter weg ist sie.

Anhand von Ia-Supernovae können Kosmologen die Ausdehnung des Universums berechnen. Auch die Entdeckung der Dunklen Energie, lässt sich auf diese Explosionen im All zurückführen. Doch da das Universum nicht nur eine Art von Sternenexplosion beherbergt, ist „Was ist eine Supernova?“ nicht so einfach zu erklären

Das Universum bietet viele Ausnahmen

Im Weltraum gibt es weitere Paarungen: Beispielsweise können auch zwei Weiße Zwerge miteinander verschmelzen. Sie ergeben eine größere Masse. Explodieren sie, ist die Supernova ziemlich heftig. Aber es gibt auch den Sonderfall, dass Sterne explodieren, bevor sie ihre Massengrenze erreicht haben. Das ist der Fall, wenn sich Helium an der Oberfläche sammelt. Es kommt zu einer kleineren Explosion mit geringer Leuchtkraft.

Für Forscher ist es schwierig Aussagen darüber zu treffen, wie häufig diese Sonderfälle vorkommen, da sie meistens erst entdeckt werden, wenn die Explosion im Gange ist. Dann ist es schwierig das ursprüngliche System anhand von Teleskopbildern zu erkennen. Eine Antwort liefern manchmal die Überreste der Supernovae. In unserer näheren Umgebung gibt es aber nur wenige Explosionsüberreste.

Chemische Elemente für das Wiederbeleben der Vergangenheit

Die Heidelberger Forscher orientierten sich bei der Suche nun nach chemischen Elementen, die bei einer Supernova entstehen. Dem Element Mangan wird dabei eine besondere Bedeutung zugeschrieben. Es entsteht nur bei der Explosion von

• Weißen Zwergen an der Chandrasekar-Masse
• und bei Supernovae des Typs II. Dabei kollabiert ein einzelner Riesenstern.

Anhand von 42 Sternen in unserer Milchstraße wurde geschätzt, wie viel Mangan es gibt, um an vergangene Supernovae zu erinnern. Es überraschte, dass die Sonnen weniger Mangan enthielten als angenommen. Die Forscher kamen zu dem Ergebnis, dass es weniger klassische Explosionen gab. Rund 75 Prozent der Typ Ia Supernova sollen unter der Chandrasekhar-Masse passiert sein.

Fazit: Supernova ist nicht gleich Supernova

Wie du siehst, ist die Antwort auf die Frage „Was ist eine Supernova?“ wesentlich komplexer und spannender als möglicherweise angenommen. Allein ihre verschiedenen Formen machen die Sternenexplosionen so unterschiedlich. Dennoch ist jede von ihnen kostbarer Nährboden für die Wissenschaft, denn so lässt sich zuvor Angenommenes noch besser auf seine Richtigkeit überprüfen. Ist eine Supernova vielleicht sogar der Grund für die Eiszeit gewesen? Und nicht nur der Tod, sondern auch die Geburtsstunde eines Sterns und wie ein solcher überhaupt entsteht, könnte interessant für dich sein.

Quellen: Space.com, Astronomy and Astrophysics, Max-Planck-Institut