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Stern-Explosion

Fehlerhafte Kernfusion schwächt Supernova

Supernovae des Typ 1a sind massearme sterbende Sterne, welche als Weiße Zwerge enden werden. Diese Supernovae werden in der Astronomie auch als Standardkerze bezeichnet, da sie bei der Vermessung des Kosmos helfen. Jedoch finden Astronomen immer wieder Supernovae, dessen Explosionen deutlich schwächer ausfallen, als sie es eigentlich müssten.

Chicago (U.S.A.).Eine Supernova zählt mit zu den größten Explosionen im Universum. Bei der Sternendetonation ist eine Supernova nicht selten heller als eine komplette Galaxie. Die Wissenschaft unterscheidet eine Supernova in Typ 1a, Typ 1b, Typ 1c und Typ 2. Grund für die vier Unterscheidungen sind unterschiedliche physikalische Prozesse, welche bei der Explosion ablaufen. Dabei ähneln sich die Supernovae Typen 1b, 1c und 2 sehr, lediglich der Supernova Typ 1a läuft völlig anders ab, als die restlichen Sternexplosionen.

Über den Supernova Typ 1a ist den Wissenschaftlern viel bekannt. So zeigt der zeitliche Ablauf der Explosion, gefolgt von der maximalen Helligkeit ein charakteristisches Bild, welches es den Astronomen ermöglicht den Kosmos präzise zu vermessen. Doch ab und an spüren Teleskope Supernovae des Typ 1a auf, dessen Helligkeit nur ein Zehntel oder gar ein Hundertstel der üblichen Helligkeit entspricht. Computermodelle zeigen nun, wie solche schwachen Supernovae entstehen: Die übliche große Explosion der Sterne scheitert, weil die Kernfusion im Stern zu schnell abläuft.

Im Fachblatt Astrophysical Journal Letters berichten die Wissenschaftler über ihre Computersimulationen und erklären, wie die schwachen Supernovae entstehen. "In den Sternen zündet eine normale Fusionsflamme und diese brennt auch", beschreibt George Jordan von der University of Chicago, "aber sie löst keine Detonation aus, die sich als Welle durch den Stern ausbreitet." Bei Supernovae Typ 1a handelt es sich um ausgebrannte Sterne, sogenannte Weiße Zwerge, in einem Doppelsternsystem. Der schwerere Weiße Zwerg zieht von seinem Partnerstern so lange Masse ab, bis er selbst eine kritische Masse erreicht und die Kernfusionsprozesse erneut zünden. Dabei brennt sich die Fusionsflamme rasant durch den Stern, bis sie schließlich die Oberfläche des Sternes durchbricht. Dabei werden Teile der Sternenoberfläche aus dem Stern gesprengt, welche durch seine Schwerkraft wieder zurück auf den Stern fallen. Dies löst eine thermonukleare Explosion aus, welche den Stern letztendlich zerreißt.

Die aufwändigen Computersimulationen zeigen, warum es bei einigen Weißen Sternen nicht zu der sonst üblichen Detonation kommt. Wenn die Kernfusion nicht an nur einer Stelle im Stern startet, sondern gleich an verschiedenen Punkten, verläuft der Fusionsprozess zu schnell. "Das zusätzliche Brennen führt zu einer stärkeren Aufblähung des Sterns", erläutert Daniel van Rossum von der University of Chicago. "Dadurch reichen Temperatur und Druck nicht aus, um die Auslösung einer Detonation zu erlauben."

Wenn große Teile der brennenden Sternenhülle wieder auf die Sternenoberfläche fallen, wird der Stern mit einer hohen Anzahl schwerer Elemente angereichert. Diese sorgen dann für ein ungleiches Verbrennen des Sterns. Hagai Perets vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im US-amerikanischen Cambridge sagt, ich kenne mehrere Weiße Zwerge, dessen ungewöhnliche Eigenschaften sich nur durch einen hohen Anteil schwerer Elemente erklären lassen. Zudem liefert die Computersimulation eine Erklärung auf sich schnell bewegende Weiße Zwerge, welche alleine durch den Weltraum fliegen. Die asymmetrische Explosion verleiht dem Stern einen Stoß, wodurch er von seinem Partnerstern getrennt wird und ungebremst durch das Weltall fliegt.

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