Historische Supernova Sternexplosion überstrahlte die Venus

Vor fast einem Jahrtausend leuchtete der vermutlich hellste Stern der Menschheitsgeschichte: Seine Explosion faszinierte Gelehrte in Japan wie in Europa. Jetzt konnten Astronomen die Strahlkraft der Supernova berechnen.


Das einzigartige Spektakel begann am Abend des 1. Mai des Jahres 1006, einen Tag nach Neumond: In der südlichen Konstellation Wolf strahlte mit enormer Helligkeit ein neuer Stern, wo vorher keiner gewesen war. Den rätselhaften Himmelszauber verzeichneten Chroniken in Japan und China, im heutigen Irak und sogar in Italien und der Schweiz.

3D-Simulation einer Sternexplosion: "Lesen beim Licht der Supernova"
REUTERS

3D-Simulation einer Sternexplosion: "Lesen beim Licht der Supernova"

Es dauerte Monate, nach einem chinesischen Geschichtswerk der Sung-Dynastie sogar Jahre, bis der Stern verschwand. Fast ein Jahrtausend später kennen die Astronomen die Ursache des Lichterspiels: Am Ende ihrer Laufbahn angekommen, katapultierte sich eine Sonne mit einer Explosion ins All und setzte für kurze Zeit eine gewaltige Energiemenge frei. Doch die Supernova von 1006, im Fachjargon knapp SN 1006 genannt, war nicht irgendeine stellare Katastrophe. Damals funkelte, wie Forscher vermuten, der hellste Stern seit Beginn der Geschichtsschreibung am Firmament.

Wie hell genau die kosmische Erscheinung war, darüber herrschte bislang jedoch große Uneinigkeit. Denn obwohl die Himmelskundler des Mittelalters schon genau beobachteten, sind ihre Angaben heute nur noch schwer zu interpretieren. So schrieb der ägyptische Astrologe Ali bin Ridwan, der neue Stern habe die Venus um das "Zweieinhalb- bis Dreifache" übertroffen. "Das Ausmaß seiner Helligkeit war etwas größer als ein Viertel der Helligkeit des Mondes."

Detail der Gashülle von SN 1006, Montage aus zeitversetzten Aufnahmen: Expansion mit 2900 Kilometern pro Sekunde
Middlebury College/ NOAO/ AURA/ NSF

Detail der Gashülle von SN 1006, Montage aus zeitversetzten Aufnahmen: Expansion mit 2900 Kilometern pro Sekunde

Ausgehend von dem historischen Augenzeugenbericht sind Wissenschaftler in den letzten Jahrzehnten zu höchst unterschiedlichen Schätzungen der Helligkeit von SN 1006 gekommen. Jetzt haben US-Astronomen die Aussage Ali bin Ridwans mit Hilfe neuer Beobachtungen überprüft. Denn der hellste Stern verschwand nicht, wie noch die Menschen des Mittelalters annehmen mussten, spurlos vom Himmelszelt. Er hinterließ eine expandierende Gashülle, die 1965 als Überrest der Explosion identifiziert werden konnte.

Diesen im optischen Wellenbereich kaum sichtbaren Ring aus Wasserstoff, der von der Schockwelle der Supernova zum Leuchten gebracht wird, haben Frank Winkler und Gaurav Gupta vom Middlebury College im US-Bundesstaat Vermont genauer untersucht. Gemeinsam mit ihrem Kollegen Knox Long vom Space Telescope Science Institute in Baltimore werteten sie eine Serie von Fotos aus, die hauptsächlich am "Cerro Tololo Inter-American Observatory" aufgenommen worden waren.

Auf den Bildern von 1987 bis 1998 ist deutlich zu erkennen, wie die Leuchtspur nach außen wandert, weg vom Ursprung des Ausbruchs. Durch einen Vergleich der Aufnahmen konnten die Wissenschaftler ermitteln, um wie viele Tausendstel Bogensekunden sich der Ring im Jahr ausdehnt. Zusätzlich zu dieser Bewegung kannten die Forscher auch die tatsächliche Geschwindigkeit der Schockwelle, die aus den Spektraluntersuchungen eines anderen Teams hervorgeht: Demnach breitet sich die Explosionswelle mit rund 2900 Kilometern pro Sekunde aus.

Mit diesen beiden Werten lässt sich die Entfernung des Supernova-Überrests kalkulieren. Der Stern explodierte, so das Ergebnis, in einer Entfernung von 7100 Lichtjahren. Im Vergleich zu Ausbrüchen in anderen Galaxien, die Forscher mittlerweile routinemäßig beobachten, lag dieser also in direkter galaktischer Nachbarschaft. Das allein erklärt schon seine außergewöhnliche Helligkeit, doch das Resultat erlaubt auch eine exakte Berechnung der Strahlkraft.

Dabei kommt den Wissenschaftlern eine Eigenschaft von Supernova-Explosionen entgegen: Die Ausbrüche eines bestimmten Typs verlaufen alle nahezu identisch. Wie die Forscher in ihrer im "Astrophysical Journal" erschienenen Studie argumentieren, gehörte SN 1006 mit großer Wahrscheinlichkeit zur Supernova-Klasse Ia - diese Spielart leuchtet für kurze Zeit so hell wie fünf Milliarden Sonnen.

"In Kenntnis der Entfernung und der Standardhelligkeit einer Ia-Supernova können wir im Nachhinein berechnen, wie hell der Stern den Beobachtern des elften Jahrhunderts erschienen sein muss", erklärt Winkler. "Auf der von Astronomen benutzten Helligkeitsskala lag er bei minus 7,5." Damit bewegte sich die scheinbare Leuchtkraft von SN 1006, so der Forscher, zwischen der Helligkeit der Venus, die beim Erscheinen des Sterns bei etwa minus vier Magnituden lag, und der des Vollmondes (minus 12,5 Magnituden).

Mit diesem Ergebnis können die Wissenschaftler beinahe tausend Jahre später auch verstehen, was Ali bin Ridwan meinte, als er den neuen Stern zwischen Venus und Mond einordnete. "Es hat lange gedauert, bis wir seine Angaben richtig interpretieren konnten", sagt Winkler. "Doch nun haben wir es endlich geschafft." Mit der nachträglichen Helligkeitsberechnung lässt sich auch nachvollziehen, welches Schauspiel sich den Zeitgenossen des Ägypters geboten haben muss. Winkler: "Im Frühjahr 1006 konnten die Menschen vermutlich um Mitternacht beim Licht der Supernova Handschriften lesen."

Martin Paetsch



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