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Supernova SN 2016gkg: Ein Stern explodiert

Foto: M. Neeser (Univ.-Sternwarte München)/ P. Barthel (Kapteyn Astron. Institute)/ H. Heyer/ H. Boffin (ESO)/ ESO

Supernova Hobbyastronom beobachtet erstmals Sternexplosion live

So etwas hat wohl noch kein Mensch zuvor gesehen: Ein Schlosser aus Argentinien beobachtete in seinem Privat-Observatorium den Tod eines fernen Sterns - und die anschließende Zündung einer Supernova.

Wer darauf hofft, die Explosion einer Supernova zu entdecken, wird sie wahrscheinlich niemals erleben. Ein solches Ereignis findet dafür einfach zu selten statt und lässt sich in der Regel nur mit einem Fernrohr erspähen.

Der Fall des Victor Buso zeigt jedoch, was mit viel Glück möglich ist: Dem Hobby-Astronomen gelang, was Forschern bislang versagt blieb. Er beobachtete die Zündung einer Supernova. Dabei leuchtet ein Stern am Ende seiner Lebenszeit kurz hell auf.

Der Zufall kam dem Argentinier zu Hilfe. Die Chance, den Beginn einer Supernova zu beobachten, ist kleiner als eins zu einer Million. In der aktuellen "Nature"-Ausgabe  haben Experten seine seltenen Beobachtungen ausgewertet.

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Supernova SN 2016gkg: Ein Stern explodiert

Foto: M. Neeser (Univ.-Sternwarte München)/ P. Barthel (Kapteyn Astron. Institute)/ H. Heyer/ H. Boffin (ESO)/ ESO

Es war der Abend des 20. September 2016 und Buso freute sich darauf, seine nagelneue Kamera am Himmel von Rosario zu testen. Die drittgrößte Stadt Argentiniens liegt 300 Kilometer nordwestlich von Buenos Aires. Tagsüber arbeitet er in Rosario als Schlosser, nachts blickt er von seinem Dach aus in den Himmel. Dort hat er vor acht Jahren eine kleine Sternwarte errichtet, das Observatorio Astronómico Busoniano.

Todeszeitpunkt eines Sterns

Um die Ruhe der Nachbarn zu schonen, bewegt er in dieser Nacht die Schutzkuppel für sein 40-cm-Fernrohr nicht vom Fleck. Immerhin gewährt der schmale Himmelsausschnitt den Blick auf die Galaxie NGC 613, sie stand fast senkrecht über ihm - ein hübsches Fotomotiv.

Buso beginnt eine Serie mit kurzen 20-Sekunden-Belichtungen des 67 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralnebels. Schon nach einigen Minuten erkennt der versierte Beobachter: am Rand der Galaxie verändert sich ein Lichtpunkt von Foto zu Foto. "Während ich noch Bilder hinzufügte, sah ich, dass er immer heller aufleuchtete. Mir war sofort klar, dass ich eine Sternwarte oder einen Astronomen anrufen musste."

Vorher-Nachher-Aufnahmen vom 20.09.2016

Die Auswertungen des Teams um Melina Bersten vom Instituto de Astrofísica de La Plata, zeigen, dass die Supernova, die mittlerweile den Namen SN 2016gkg trägt, etwas Besonderes ist. "Als Buso uns informierte, was er gesehen hatte, erkannten wir, dass es ein einzigartiger Fund war", sagt die Astrophysikerin. Denn was sich auf Busos Aufnahmen als neues Lichtpünktchen darstellte, war in Wirklichkeit ein kosmisches Drama. Der Argentinier sah zu, als der Vorgängerstern der Supernova starb.

Zerstörtes Gleichgewicht

Sterne beziehen ihre Energie aus der Verschmelzung von Atomkernen. Sobald der nukleare Brennstoff dieser Kernfusion zur Neige geht, ist der Stern todgeweiht. Denn das vorherige Gleichgewicht aus Schwerkraft und innerem Druck ist plötzlich perdu.

Der Stern kollabiert und in seinem Zentrum bildet sich ein Neutronenstern oder ein schwarzes Loch. Damit endet der Kollaps und geht in eine nach außen gerichtete Schockwelle über. Sobald diese Welle die Sternoberfläche erreicht, reißt sie ihn in einer gewaltigen Explosion auseinander.

Im Fachjargon heißt das "Shock Breakout". Modellrechnungen zufolge ist Röntgen-Strahlung typisch für diesen Moment, doch auch sichtbares Licht kündet vom Ableben des Vorgängersterns. Dieses allererste Aufstrahlen einer Supernova dauere einige Sekunden bis wenige Stunden, berichtet Bersten - je nach Ausdehnung des Sterns. Per Zufall hat Buso offenbar dieses Licht aufgefangen, früher als jeder andere Mensch zuvor.

Aufleuchten durch radioaktives Nickel

Bei den Tausenden bisher bekannten Supernova-Ereignissen waren die Astronomen immer deutlich später dran, der Stern war dann stets bereits verstorben. Er hat sich beispielsweise in einen Neutronenstern und eine Gaswolke verwandelt, die mit rasendem Tempo expandiert.

Diese Wolke, gebildet aus den äußeren Schichten des verstorbenen Sterns, macht bei SN 2016gkg den aktuellen Computer-Analysen zufolge 3,4 Sonnenmassen aus. Ihr grelles Aufleuchten, das erst rund einen Tag nach dem Shock Breakout stattfand, wird hauptsächlich durch radioaktives Nickel bewirkt, es sind immerhin 8,5 Prozent der Sonnenmasse. Entstanden ist es bei der Explosion und es heizt die Wolke mächtig auf.

Thomas Janka vom Max-Planck-Institut für Astrophysik, der an der Auswertung nicht beteiligt war, hofft, dass Beobachtungen der Frühphase von Supernovae genauere Informationen über die Vorläufersterne eröffnen, insbesondere deren oberflächennahen Schichten.

"Die Vorläufer solcher Ereignisse sind bisher nicht gut bekannt", so der Supernova-Experte aus Garching bei München. Beobachtungen der Shock-Breakout-Phase könnten klären, ob ein solcher Stern schon vor der Supernova eventuell Explosionen durchgemacht hat.

Auch werden Antworten gesucht, warum dieser Supernova-Typ so wenig Wasserstoff enthält. Jedoch dämpft Janka gleichzeitig die Hoffnung auf weitere Daten aus der frühen Supernova-Entwicklung, Busos Beobachtungen seien einem extremen Zufall geschuldet.

Das Interesse des Argentiniers am Weltraum wurde bereits früh geweckt. Schon als Zehnjährigen hatte ihn seine Mutter im Sommer 1969 vor den Fernseher geholt, er sollte unbedingt Zeuge der ersten Schritte Armstrongs auf dem Mond werden. 1970 zeigte ihm sein Vater, ebenfalls Schlosser von Beruf, den hellen Kometen Bennett, dessen Schweif damals den Nachthimmel zierte. Nun hat Victor Buso, heute 58 Jahre alt, seine erste Supernova entdeckt - und was für eine!

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