Neue Ergebnisse des Chandra-Röntgenobservatoriums legen nahe, dass die Mehrheit der Supernovae vom Typ Ia auf die Fusion zweier weißer Zwerge zurückzuführen ist. Diese neue Erkenntnis liefert einen großen Fortschritt beim Verständnis der Art von Supernovae, mit denen Astronomen die Ausdehnung des Universums messen, was es Astronomen wiederum ermöglicht, dunkle Energie zu untersuchen, von der angenommen wird, dass sie das Universum durchdringt. "Es war eine große Verlegenheit, dass wir die Bedingungen und Vorläufersysteme einiger der spektakulärsten Explosionen im Universum noch nicht kannten", sagte Marat Gilfanov vom Max-Planck-Institut für Astrophysik heute auf einer Pressekonferenz mit Reportern. Gilfanov ist der Hauptautor der Studie, die in der Ausgabe vom 18. Februar der Zeitschrift Nature erscheint.
Supernovae vom Typ Ia dienen als kosmische Meilenmarker zur Messung der Expansion des Universums. Weil sie in großen Entfernungen sichtbar sind und einem zuverlässigen Helligkeitsmuster folgen. Bisher waren sich die Wissenschaftler jedoch nicht sicher, was die Explosionen tatsächlich verursacht.
Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass eine Supernova vom Typ Ia auftritt, wenn ein weißer Zwergstern - ein kollabierter Überrest eines älteren Sterns - seine Gewichtsgrenze überschreitet, instabil wird und explodiert. Die beiden Hauptkandidaten für das, was den Weißen Zwerg über den Rand drückt, sind die Verschmelzung zweier Weißer Zwerge oder die Akkretion, ein Prozess, bei dem der Weiße Zwerg Material von einem sonnenähnlichen Begleitstern zieht, bis es seine Gewichtsgrenze überschreitet.
"Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Supernovae in den von uns untersuchten Galaxien fast alle von zwei weißen Zwergen stammen, die sich zusammenschließen", sagte Co-Autor Akos Bogdan, ebenfalls von Max Planck. "Dies ist wahrscheinlich nicht das, was viele Astronomen erwarten würden."
Der Unterschied zwischen diesen beiden Szenarien kann Auswirkungen darauf haben, wie diese Supernovae als „Standardkerzen“ - Objekte mit bekannter Helligkeit - verwendet werden können, um große kosmische Entfernungen zu verfolgen. Da weiße Zwerge in verschiedenen Massen auftreten können, kann die Verschmelzung von zwei zu Explosionen führen, deren Helligkeit etwas variiert.
Da diese beiden Szenarien unterschiedliche Mengen an Röntgenstrahlung erzeugen würden, beobachteten Gilfanov und Bogdan mit Chandra fünf nahe gelegene elliptische Galaxien und die zentrale Region der Andromeda-Galaxie. Eine Supernova vom Typ Ia, die durch akkretierendes Material verursacht wird, erzeugt vor der Explosion eine signifikante Röntgenemission. Eine Supernova aus einer Fusion zweier weißer Zwerge würde dagegen deutlich weniger Röntgenstrahlung erzeugen als das Akkretionsszenario.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die beobachtete Röntgenemission 30- bis 50-mal kleiner war als im Akkretionsszenario erwartet, was dies effektiv ausschloss.
So wäre beispielsweise das obige Chandra-Bild etwa 40-mal heller als beobachtet, wenn Supernova vom Typ Ia in der Ausbuchtung dieser Galaxie durch Material eines normalen Sterns ausgelöst würde, der auf einen weißen Zwergstern fällt. Ähnliche Ergebnisse wurden für fünf elliptische Galaxien gefunden.
Dies impliziert, dass Fusionen von Weißen Zwergen in diesen Galaxien dominieren.
Es bleibt die Frage offen, ob diese Fusionen von Weißen Zwergen der Hauptkatalysator für Supernovae vom Typ Ia in Spiralgalaxien sind. Weitere Studien sind erforderlich, um zu wissen, ob Supernovae in Spiralgalaxien durch Fusionen oder eine Mischung der beiden Prozesse verursacht werden. Eine weitere faszinierende Folge dieses Ergebnisses ist, dass ein Paar weißer Zwerge selbst mit den besten Teleskopen relativ schwer zu erkennen ist.
"Für viele Astrophysiker schien das Fusionsszenario weniger wahrscheinlich zu sein, da zu wenige Doppel-Weiß-Zwerg-Systeme zu existieren schienen", sagte Gilfanov. "Jetzt muss dieser Weg zu den Supernovae genauer untersucht werden."
Quelle: NASA
