Nebel Cassiopeia A Asymmetrischer Dreck im Weltall

Cassiopeia A ist ein kosmischer Trümmerhaufen von faszinierender Schönheit. Er entstand vor 11.000 Jahren nach einer Supernova. Die Nasa hat nun spektakuläre Bilder veröffentlicht, die Neues über die Geschichte dieses Nebels verraten.

NASA/ JPL-Caltech/ CXC/ SAO

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Wenn ein Stern stirbt, verdreckt er seine Umwelt nachhaltig. Kommt es zum Gravitationskollaps, stürzt der Kern in sich zusammen. Äußere Schichten schleudern ins Weltall, zurück bleibt ein Nebel. Ein Weltraumteleskop hat nun neue Fotos eines solchen Nebels geschossen und dabei auch Strahlung gemessen. Die Deutung dieser Daten stellten Wissenschaftler jetzt im Fachmagazin "Nature" vor. Ihre Erkenntnisse sind durchaus überraschend, berichtet die Nasa: Sie deuten auf eine verwirbelte Explosion hin.

Das Untersuchungsobjekt ist Cassiopeia A, ein Emissionsnebel mit dem Spitznamen Cas A. Vor etwa 11.000 Jahren explodierte der Stern; vermutlich im Jahr 1671 hätte man das von der Erde aus beobachten können. Doch der Blick blieb von Gas- und Staubwolken verstellt. Wissenschaftler rekonstruierten nun die Explosion, indem sie Strahlung maßen und Teilchen beobachteten.

Sie setzten das Nuclear Spectroscopic Telescope Array ("Nustar") auf Cas A an. "Nustar" ist seit 2012 im All, um Schwarze Löcher zu untersuchen. Dazu misst es schwache Strahlung, außerdem nutzt es zwei optische Sensoren. "Nustar" beobachtete Cas A im Herbst 2012 und Frühjahr 2013 insgesamt zwei Wochen lang. Aufgenommen hat es spektakuläre neue Bilder, die die Nasa nun veröffentlicht hat (siehe Bildergalerie).

"Die radioaktive Asche, die wir beobachtet haben, entstand bei der Stern-Explosion", erläutert Brian Grefenstette vom California Institute of Technlogy. Die Wissenschaftler maßen die Verteilung von Titan-Isotopen vom Typ Ti-44. Diese entstehen, wenn beim Sternenkollaps Silizium verbrennt. Parallel entsteht Eisen, welches von der zurückkehrenden Schockwelle erhitzt wird.

"Das verrät uns viel darüber, wie der Kern des kollabierenden Sterns aussah, als er explodierte", sagt Grefenstette. Die Wissenschaftler verglichen die Daten mit älteren Aufnahmen des Teleskops "Chandra". Es misst stärkere Strahlung - unter anderem die des Eisens, wenn es heiß genug ist. Die Kombination der Bilder verrät mehr über die Geschichte des Nebels.

Zwei Varianten der Supernova werden diskutiert. Entweder schossen zwei Jets bei der Explosion aus dem Stern und bildeten eine Achse. Die Explosion würde also symmetrisch ablaufen, entsprechend sollten sich ihre Überbleibsel im Raum verteilen. Die Wissenschaftler hatten erwartet, dass die Verteilung von heißem Eisen und Titan-Isotopen zusammenhängen würde. Das tut sie jedoch nicht.

Bei der zweiten Variante der Supernova "spritzen" Energie und Masse diffus in den Weltraum. Und auf einen solchen Ablauf deuten die Daten hin. Asymmetrien in Emissionswolken nach einer Supernova werden schon länger beobachtet. Die Messungen an Cas A sollten dazu beitragen, sie zu erklären.

Eisen und das Titan-Isotop entstehen räumlich nah beieinander. Deshalb hatten die Wissenschaftler einen Zusammenhang bei der Verteilung erwartet, wenn Jets symmetrisch aus der Explosion schießen. Eine mögliche Erklärung für den fehlenden Zusammenhang: Das Eisen ist zu kalt und strahlt nicht. Es könnte also vorhanden sein, bliebe dem Teleskop jedoch verborgen, weil es keine Strahlung aussendet. Gleichwohl müsste es optisch zu sehen sein, es sei denn, seine Dichte reichte nicht aus. Die Wissenschaftler werten die Daten jedoch als Hinweis darauf, dass Cas A nicht in einer Jet-Explosion entstand.



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