Die Überreste eines Sterns, der vor 36 Jahren explodierte, sind unter die Beobachtung des James Webb-Weltraumteleskops (JWST) gefallen – und die Nahinfrarotkamera (NIRCam) dieses Observatoriums hat die expandierenden Sterntrümmer in beispielloser Auflösung erfasst und dabei brandneue Details über dieses Aufkeimen enthüllt Supernova-Überrest.
Diese Sternexplosion ist die nächstgelegene beobachtete Supernova seit Keplers Supernova im Jahr 1604 die Milchstraße erleuchtete. Sie wurde erstmals 1987 identifiziert und ist treffend als Supernova 1987A bekannt.
Er befindet sich etwa 168.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Großen Magellanschen Wolke und stellt die Zerstörung eines blauen Überriesensterns namens Sanduleak-69 202 dar. Vor seiner Explosion hatte dieser Stern vermutlich eine etwa 20-fache Sonnenmasse.
Tatsächlich war diese Supernova so hell, dass sie auf der Südhalbkugel mit bloßem Auge sichtbar war – und seitdem verfolgen Astronomen ihre expandierenden Trümmer. Nun wurde das JWST im Rahmen einer von Mikako Matsuura von der Universität Cardiff im Vereinigten Königreich geleiteten Studie auf den Überrest der Supernova untersucht, was zu diesem spektakulären Bild der Nachwirkungen eines toten Sterns führte.
Matsuuras Projekt nutzte das JWST, um die Stoßwelle der expandierenden Supernova zu messen, während diese Welle mit umgebendem Material interagiert. Wenn massereiche Sterne wie Blaue Überriesen sich dem Ende ihres Lebens nähern, werden sie instabil und beginnen, große Mengen Materie abzuwerfen. Das Hubble-Weltraumteleskop hat zuvor beobachtet, wie die sich ausdehnende Schockwelle der Supernova 1987A, die sich zunächst mit etwa 7.000 Kilometern pro Sekunde (4.350 Meilen pro Sekunde) ausbreitete, einen Ring aus zirkumstellaren Trümmern einholte und mit diesem kollidierte, die der dem Untergang geweihte Stern im Laufe von 20.000 Jahren ausgestoßen hatte also bevor es zur Supernova wurde. Als die Welle mit diesem Ring zusammenstieß, verlangsamte sie sich auf etwa 2.300 Kilometer pro Sekunde (1.430 Meilen pro Sekunde).
Die Klumpen innerhalb dieses Rings hellten sich allmählich auf und erschienen wie ein Perlenarmband. Zwei andere Ringe, die in einer anderen Ebene als der Hauptring zu liegen scheinen und dünner und schwächer sind, sind mysteriöser; Astronomen haben spekuliert, dass diese Ringe dort sein könnten, wo der Sternwind des Sterns, der vor der Supernova emittiert wurde, mit Material interagiert, das der Stern zuvor ausgestoßen hat.
Alternativ könnten sie von Jets eines unsichtbaren Neutronensterns beleuchtet werden, von dem Experten glauben, dass er sich neben der Supernova-Explosion gebildet hat. Das JWST hat neue Details zu diesem Thema enthüllt und zeigt, dass sich die Stoßwelle über den Hauptring hinaus ausgeweitet und wieder auf etwa 3.600 Kilometer pro Sekunde (2.236 Meilen pro Sekunde) beschleunigt hat, während sie neue Hotspots erzeugt, die mit der Zeit möglicherweise so hell werden wie diese zuvor identifiziert.
Eine diffusere Emission in Form eines allgemeinen Leuchtens ist auch zu beobachten, wenn die Druckwelle der Supernova das Gas um den Ort der Explosion herum anregt. Darüber hinaus entdeckte das JWST etwas Neues: Im Hauptring, wo Gas und Staub eine schlüssellochförmige Auswurfwolke bilden, gibt es zwei rätselhafte Bögen oder Halbmonde. Das Team vermutet, dass diese Merkmale die äußeren Gasschichten darstellen könnten, die von der Supernova ausgestoßen wurden – wir sehen diesen Teil aus einem bestimmten Winkel.
Das JWST wird weiterhin den expandierenden Supernova-Überrest während seiner Entwicklung beobachten und nach dem Neutronenstern im Zentrum der Explosion suchen, der bisher noch nicht gesehen wurde.
Es gibt jedoch indirekte Beweise für den Neutronenstern in Form von Röntgenemissionen, die von den Röntgenobservatorien Chandra und NuSTAR der NASA entdeckt wurden, sowie Beobachtungen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), die auf den Neutronenstern hinweisen könnte in einem der Staubklumpen im Herzen des Überrestes verborgen sein.