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Supernova-Überreste Kosmische Zeitzeugen eines großen Todes

Wenn ein Stern am Ende seines Sternenlebens in einer Supernova förmlich explodiert, hinterlässt er eine strahlende Spur im All: den Supernova-Überrest. Angetrieben wird diese leuchtende Gaswolke von einem Neutronenstern oder Schwarzen Loch.

Published at: 17-10-2022 | Archiv

Der Cirrusnebel im Sternbild Schwan ist ein Supernova-Überrest, rund 1.500 Lichtjahre von uns entfernt. | Bild: Stefan Hahne

Wenn am Ende eines langen Sternenlebens ein sehr massereicher Stern in einer gewaltigen Supernova explodiert, sprengt eine heftige Schockwelle seine äußeren Schichten ins All, wo sie als wunderschöne Emissionsnebel erneut ertrahlen. Eine ähnliche Entstehungsgeschichte wie bei den Planetarischen Nebeln, doch die sterbenden Sterne sind um ein Vielfaches massereicher, der Supernova-Überrest (oder Supernovarest) um ein Vielfaches größer. Auch hier bleibt der Kern des ursprünglichen Sterns in der Mitte zurück, doch er ist ausgebrannt und kollabiert - zu einem Neutronenstern oder gar einem Schwarzen Loch.

Cassiopeia A - der jüngste Supernova-Überrest

Der schöne Rest eines Sternentods

Dieser schöne Supernova-Überrest ist Cassiopeia A, kurz Cas A, und liegt im Sternbild Kassiopeia. Es ist ein relativ junger Rest einer Sternenexplosion. Die dazugehörige Supernova erreignete sich vermutlich erst 1680 und war von der Erde aus mit bloßem Auge zu sehen. Nicht als bunter Nebel, sondern als extrem helles Licht.

Extreme Beschleunigung

Supernova-Überrest

Der Supernova-Überrest ist eine heiße Gaswolke bestehend aus den Elementen, die der Stern "erbrütet" hat - Wasserstoff und Helium sowie die schwereren Elemente von Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff bis zum Eisen und schwereren Elementen. Die Gasatome werden aber nicht wie bei anderen Emissionsnebeln durch das Licht eines Sterns zum Leuchten angeregt. Hier sorgt Bewegung für die Energie: Das extreme Magnetfeld des Neutronensterns beschleunigt Teilchen des Gases auf beinahe Lichtgeschwindigkeit.

Pulsar im Inneren

Dadurch emittieren die Teilchen hochenergetische Röntgenstrahlung, die die äußeren Bereiche des Nebels ionisiert und zum Leuchten anregt: Elektronen werden aus den Atomen gerissen und verbinden sich anschließend wieder mit den geladenen Atomen, wodurch Licht frei wird. Zugleich bewegen sich Supernova-Überreste sehr rasant durchs All - und treffen dabei überall auf andere interstellare Materie, Staub und Gas. In dem sehr heißen Gas des Nebels entsteht wieder eine Schockwelle, die die Atome ionisiert und zum Leuchten anregt.

Supernova-Überrest selbst sehen

Der Krebsnebel

Den wohl berühmtesten Supernova-Überrest könnt ihr im Winter selbst am Himmel sehen: Den Krebsnebel am südlichen Horn des Sternbilds Stier, der als erstes Objekt 1771 in den Katalog von Messier aufgenommen wurde: M1. Er ist nur etwa 6.200 Lichtjahre von uns entfernt und etwa elf Lichtjahre im Durchmesser groß - mit einer scheinbaren Größe von drei bis sechs Bogenminuten. Die Filamente des Nebels bewegen sich mit 30.000 Kilometern pro Sekunde durchs Sonnensystem. Deshalb ändert der Krebsnebel auch fortlaufend sein Aussehen und dehnt sich immer weiter aus.

Der hellste Stern vor tausend Jahren

Überreste einer Supernova Der wunderschöne Krebsnebel

Vor einem Jahrtausend explodierte der zentrale Stern des Krebsnebels in einer Supernova, die ab dem 4. Juli 1054 von chinesischen und japanischen Astronomen beobachtet wurde - als heller, neuer Stern ("Supernova"), der drei Wochen lang sogar tagsüber am Himmel zu sehen war. Nachts soll die Supernova zwei Jahre lang sichtbar gewesen sein. Von dem Stern ist heute ein Pulsar übrig, der sich 30-mal pro Sekunde um seine Achse dreht und starke Radioimpulse aussendet. Dieser Pulsar mit seinem ultrastarkem Magnetfeld ist einer der größten elektromagnetischen "Motoren" im All - ein kosmischer Teilchenbeschleuniger im Zentrum des Krebsnebels.

alpha-Centauri: Was steckt im Krebsnebel?


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