Eine kurze Geschichte der Supernova, vom alten China bis zum neuen 'Zombie Star'

Mit einem Knall ausgehen.

Diese Woche ging unsere Gewissheit darüber, wie Sterne sterben, mit einem Knall aus. Nun, mehrere Pony. Der Lebenszyklus eines großen Sterns, wie wir ihn verstanden haben, endet mit einer Supernova - einer Titanexplosion, die einige Monate andauert und eine Wolke aus interstellarem Jetsam hinterlässt, die angemessenerweise als Supernova-Überrest bezeichnet wird. Und das war's - kein Licht mehr, keine Hitze mehr, nur ein leises Zeichen dafür, dass dort einmal ein Stern gebrannt hat.

Als ein Team von Astrophysikern an der University of California, Santa Barbara und Astronomen am Las Cumbres Observatory (LCO), einem globalen Netzwerk von Teleskopen, den Stern iPTF14hls genau studierte, waren sie fassungslos finden, dass es in den letzten Jahren mehrmals Supernova gegangen zu sein scheint - und das bis in die 1950er Jahre zurück. Es wurde sofort und weithin als der „Zombie-Stern“ für seine Verweigerung des Todes gefeiert und repräsentiert die jüngste Enthüllung unseres Verständnisses des Sternentodes, einer Geschichte der Beobachtung und Neugier, die Jahrhunderte zurückreicht.

"Diese Supernova macht alles kaputt, was wir zu wissen glaubten, wie sie funktionieren", so Co-Autor Iair Arcavi, ein Postdoc-Stipendiat der NASA Einstein an der UC Santa Barbara und LCO sagte in einer Pressemitteilung. "Es ist das größte Rätsel, das mir seit fast einem Jahrzehnt bei der Untersuchung von Sternexplosionen begegnet ist."

Der erste schriftliche Beweis für eine Supernova stammt - zumindest im Nachhinein - aus dem Jahr 185 n. Chr., Als chinesische Astronomen einen „neuen Stern“ beschrieben, der einer „Bambusmatte“ ähnelte, die acht Monate lang am Nachthimmel sichtbar war. "Es zeigte die fünf Farben, sowohl ansprechend als auch ansonsten", heißt es in dem chinesischen Gerichtsdokument aus dem fünften Jahrhundert. "Es nahm allmählich ab." Man hatte lange vermutet, einen Kometen beschrieben zu haben, bis ein Artikel aus dem Jahr 2006 feststellte, dass es sich wahrscheinlich um eine Supernova handelte. Die aufgezeichnete Beobachtung wurde mit einer Konstellation namens Nan Mun in Verbindung gebracht, die die modernen Astronomen zu der Annahme veranlasste, dass das Ereignis dem heute als SN185 bekannten stellaren Überrest zwischen den Konstellationen Circinus und Centaurus entspricht.

Spätere westliche Astronomen würden Supernovae auch als "neue Sterne" bezeichnen (die ursprünglichen Sterne waren wahrscheinlich nicht hell genug, um sie mit bloßem Auge zu sehen, bevor sie explodierten) - daher die "Nova". 1573 schrieb der dänische Astronom Tycho Brahe:

Letztes Jahr [1572], im November, am 11. des Monats, am Abend nach Sonnenuntergang, als ich die Sterne an einem klaren Himmel betrachtete, bemerkte ich, dass ein neuer und ungewöhnlicher Stern den anderen übertraf Sterne in Brillanz leuchteten fast direkt über meinem Kopf; und da ich von Kindesbeinen an alle Sterne des Himmels perfekt gekannt hatte, war mir klar, dass es an diesem Ort des Himmels nie einen Stern gegeben hatte, auch nicht den kleinsten, geschweige denn einen Stern, der so auffällig und auffällig war so hell.

Dieser Anblick war für Brahe so schockierend, weil er gegen das immer noch weit verbreitete Verständnis verstieß, dass das Universum fest und unveränderlich war. Einige Jahrzehnte später, 1604, machte Johannes Kepler eine weitere solche Beobachtung, die Wissenschaftler und Sternbeobachter jahrelang verwirrte. Der deutsche Mathematiker und Astronom, der die drei Gesetze der Planetenbewegung bekannt gemacht hat, war zu der Zeit am Hofe des Heiligen Römischen Kaisers Rudolf II. Tätig, der auch als "Der verrückte Alchemist" bekannt ist, weil er wilde Stimmungsschwankungen und reges Interesse für das Thema hat Mathe und Wissenschaft.

Kepler entdeckte ein Licht, das heller als jeder andere Stern am Himmel war und so hell, dass es tagsüber eine Weile sichtbar war. Er verbrachte die nächsten Monate damit, das unbekannte Objekt zu beobachten, und schrieb ein Buch über seine Beobachtungen seiner „Stella Nova“, einschließlich der Skizzen darüber, wo er es am Himmel sah. Das Buch enthält viele Warnhinweise und eine Theorie, die das Licht nicht als Stern, sondern als "zufällige Verkettung von Atomen im Himmel" beschreibt.

Erst in den 1930er Jahren wurden Supernovae identifiziert und erklärt, zuerst von Walter Baade und Fritz Zwicky am Mount Wilson Observatory in Kalifornien. Es wurde später festgestellt, dass Keplers Stern eine Supernova war, die mit dem Überrest SN1604 im Sternbild Ophiuchus assoziiert ist. Spätere Untersuchungen, darunter eine Veröffentlichung aus dem Jahr 2013, ergaben, dass die Supernova speziell ein Typ Iawhich ist, der sich aus der Explosion eines weißen Zwergsterns in einer engen Umlaufbahn mit einem Begleitstern, in diesem Fall einem roten Riesen, entwickelt.

Wir wissen jetzt viel über die verschiedenen Arten von Supernova, die es gibt, obwohl sie selten genug vorkommen (etwa dreimal pro Jahrhundert in der Milchstraße), um eine direkte Beobachtung zu einer willkommenen Gelegenheit zu machen. Wir haben das Glück, so detaillierte Aufzeichnungen über die überraschenden mehrfachen Explosionen von iPTF14hls zu haben. Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass es sich um eine Art Stern handelt, der als „ausgestorben“ gilt. Wissenschaftler glauben, dass einige Sterne im frühen Universum hauptsächlich aus leichteren Elementen bestanden haben könnten, wodurch sie eine weitaus größere Masse hätten wachsen können als die Sterne, die wir heute sehen. Wie Arcavi in ​​einer E-Mail erklärt, „verhindern die schwereren Elemente, die heute im Universum vorhanden sind, dass Stars der Gegenwart so groß werden. Zumindest dachten wir das… “

Eine andere mögliche Erklärung ist die Theorie der pulsierenden Paarinstabilität, die besagt, dass bestimmte Sterne mehrere Explosionen haben können, die sie nicht vollständig zerstören, bevor sie endgültig zerstört sind. „Die Theorie besagt jedoch auch, dass die Energiemenge, die für all diese Explosionen zur Verfügung steht, begrenzt ist“, erklärt Arcavi. „Wir glauben, dass wir in der jüngsten Explosion unseres Sterns mehr Energie gesehen haben.

"Etwas in der Natur dieses Sterns muss ihn von anderen massereichen Sternen unterscheiden, die wir explodieren sehen", fügt er hinzu. "Wir sind uns nur nicht sicher, was das noch ist." , neues Mitglied.