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Kosmische Rarität

Seltene Supernova strahlt im Whirlpool

Von Martin Paetsch

Mit dem Röntgenteleskop Chandra haben Forscher das Innenleben der Whirlpool-Galaxie enthüllt. In der Spirale verbergen sich auch die strahlenden Reste einer seltenen Sternexplosion.

Die Whirlpool-Galaxie, die offiziell unter der nüchternen Katalognummer M51 geführt wird, macht ihrem Beinamen alle Ehre: Auf Fotos im sichtbaren Wellenbereich präsentiert sie sich als prächtiger Strudel aus Staub und Sternen. Was hinter dieser glanzvollen Erscheinung steckt, haben Wissenschaftler jetzt mit Hilfe des Röntgensatelliten Chandra enthüllt.

Die detaillierten Aufnahmen des Weltraumteleskops ermöglichten dem Team um den deutschen Astronomen Stefan Immler von der University of Massachusetts gleich zwei Entdeckungen: Zum einen wiesen die Forscher die Röntgenstrahlung von Gaswolken nach, die in der Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs der Spiralgalaxie aufgeheizt werden. Bei dem zweiten Fund handelt es sich um die Überreste einer exotischen Supernova.

Auf der Chandra-Ansicht der rund 30 Millionen Lichtjahre entfernten Sternansammlung stechen zunächst zwei hellere Regionen ins Auge: Die untere ist das strahlende Zentrum der Whirlpool-Galaxie, die obere das Kerngebiet eines kleineren Begleiters, der sich in einem Spiralarm des großen Partners verfangen hat. Die kosmische Kollision ist vermutlich für die rege Sternentstehung in M51 verantwortlich.

Die Röntgenaufnahmen zeigen allerdings eher das Ende von stellaren Karrieren: Die punktförmigen Strahlungsquellen stellen zumeist kleinere Schwarze Löcher in Doppelsystemen oder kompakte Neutronensterne dar. Auf dem vergrößerten Ausschnitt, der die Kernregion der Whirlpool-Galaxie abbildet, ist zudem - markiert durch ein Quadrat - ein diffuser Leuchtfleck zu erkennen, den die Astronomen als Überrest der Supernova 1994I identifiziert haben.

Der explodierende Stern, den 1994 Amateurastronomen in Georgien entdeckt hatten, wurde nachträglich dem seltenen Supernova-Typ Ic zugeordnet. Zu solchen Ausbrüchen kommt es vermutlich, wenn massereiche Sonnen schon Jahrtausende vor der eigentlichen Explosion ihre äußere Hülle aus Wasserstoff und Helium verlieren - entweder durch stellare Winde oder einen Begleiter, der Materie abzieht.

Im Falle von 1994I hatten die abgelösten Gasmassen offenbar eine 0,2 Lichtjahre große Wolke um den sterbenden Stern gebildet. Zum Zeitpunkt der Aufnahme, sieben Jahre nach dem Ausbruch, wird diese Materie zum Strahlen angeregt: "Die von der Supernova ausgehende Schockwelle erhitzt das Gas auf Temperaturen von einigen Millionen Grad Celsius, wobei es Röntgenstrahlung abgibt", erklärt Immler.

Dank der hochauflösenden Chandra-Bilder konnten die Astronomen diesen besonderen Effekt erstmals nachweisen. Ohnehin ist die Beobachtung von Röntgen-Emissionen, die durch Supernova-Explosionen erzeugt werden, eine Seltenheit. Immler: "Trotz intensiver Suche wurde bislang nur eine Handvoll Supernovae im Röntgenbereich entdeckt." Die Ergebnisse hat das Team in den "Astrophysical Journal Letters" veröffentlicht.

Neben der Supernova fanden die Forscher noch Anzeichen eines turbulenten Geschehens im Innersten der Whirlpool-Galaxie. Die ausgedehnten strahlenden Gebiete, die ober- und unterhalb des Kerns zu sehen sind, führen Immler und seine Kollegen auf den Einfluss eines massiven Schwarzen Lochs zurück, das im Zentrum von M51 Materie verschlingt.

Dabei heizt der kosmische Vielfraß seiner Umgebung anscheinend kräftig ein: Vom Schwarzen Loch geht ein Jet aus, also ein schneller Materiestrom, der im Kerngebiet auf große Gaswolken trifft. Diese werden durch den Zusammenprall, ähnlich der Sternenhülle um die Supernova, auf Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius erhitzt - allerdings in ungleich größeren Regionen von 500 und 1500 Lichtjahren Ausdehnung.