Die Überreste von Cassiopeia A, einer der berühmtesten Supernova-Explosionen in der Milchstraße, dehnen sich laut einer neuen Studie nicht gleichmäßig in alle Richtungen aus.
Laut einem Team der Universität Amsterdam und Harvard könnte der innere Nebel der viel untersuchten Supernova mit einem anderen Phänomen kollidiert sein.
Cassiopeia A ist der Überrest eines explodierten Sterns im Sternbild Cassiopeia, etwa 11.000 Lichtjahre entfernt, wobei Licht von diesem Ereignis die Erde im Jahr 1670 erreichte.
Das Studium von Daten aus 19 Jahren des Chandra-Röntgenobservatoriums, das sich in einer Umlaufbahn von etwa 85.000 Meilen über der Erde befindet, half dem Team, die Ausdehnung des Nebels besser zu verstehen, und stellte fest, dass sich die inneren Regionen überhaupt nicht ausdehnen und die äußeren Regionen beschleunigen sich, obwohl die Theorie vermuten ließ, dass sie sich verlangsamen sollten.
Nur zwei Dinge könnten dieses unerwartete Verhalten erklären – ein Loch im Nebel, das ein Vakuum erzeugt – oder es kollidierte mit etwas, und Computermodelle unterstützen die Idee einer Kollision zwischen dem Nebel und einem anderen Himmelsobjekt.
Das Team sagt, die von der Supernova erzeugte Schockwelle sei mit einer Hülle aus Gaspartikeln kollidiert, die entstanden seien, als der tote Stern einen unregelmäßigen Gaswind weggeblasen habe.
Die Überreste von Cassiopeia A, einer der berühmtesten Supernova-Explosionen in der Milchstraße, dehnen sich laut einer neuen Studie nicht gleichmäßig in alle Richtungen aus
Als das Licht der Explosion im 17. Jahrhundert die Erde erreichte, wäre der Stern von zu viel Gas und Staub umgeben gewesen, als dass man ihn mit bloßem Auge hätte sehen können – oder mit den einfachen Teleskopen der damaligen Zeit.
Der Cassiopeia A-Explosionsnebel dehnt sich mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 8,6 Millionen auf 13,3 Millionen Meilen pro Stunde aus und hat eine Temperatur von 54 Millionen Fahrenheit.
Die Expansion tritt höchstwahrscheinlich in Gas auf, das lange vor der Explosion vom Stern ausgeblasen wurde, erklärte das Team und sagte, es habe einen Durchmesser von 16 Lichtjahren.
Wenn ein Large das Ende seines Lebens erreicht, sprengt es seine äußeren Schichten ab und umgibt den Stern mit einer großen Schicht aus Gas und Staub. Größere Sterne explodieren dann in einer riesigen Supernova.
Die Forscher unter der Leitung von Jacob Vink von der Universität Amsterdam nutzten Beobachtungen des Nebels, der aus dieser Explosion mit Chandra resultierte.
Die Wissenschaftler beobachteten, dass sich auf der Westseite von Cassiopeia A die inneren Regionen des Explosionsnebels nicht ausdehnen, sondern sich nach innen bewegen.
Nur zwei Dinge könnten dieses unerwartete Verhalten erklären – ein Loch im Nebel, das ein Vakuum erzeugt – oder es kollidierte mit etwas, und Computermodelle unterstützen die Idee einer Kollision zwischen dem Nebel und einem anderen Himmelsobjekt
Sie maßen auch die Beschleunigung oder Verzögerung der äußeren Schockwelle – das ist das explosive Ereignis, das durch die Supernova verursacht wurde. Diese äußere Stoßwelle beschleunigte sich im Westen, anstatt wie erwartet abzubremsen.
„Die Rückwärtsbewegung im Westen kann zweierlei bedeuten“, sagt Jaccob Vink.
„Entweder gibt es irgendwo ein Loch, eine Art Vakuum, im Supernova-Material, wodurch sich die heiße Hülle plötzlich lokal nach innen bewegt. Oder der Nebel ist mit etwas kollidiert.«
Computermodelle, die sie auf der Grundlage der von ihnen durchgeführten Messungen erstellten, legten nahe, dass die Kollisionstheorie am wahrscheinlichsten war, die voraussagte, dass der Stoß nach einer Kollision zuerst an Geschwindigkeit abnimmt und dann beschleunigt. „Genau wie wir gemessen haben“, sagt Vink.
Das Kollisionsszenario wurde kürzlich auch von einer italienischen Gruppe untersucht, die vermutete, dass die Schockwelle mit einer Hülle aus Gaspartikeln kollidierte.
Diese Hülle wäre entstanden, als der nicht explodierte Stern am Ende seines Lebens einen unregelmäßigen Wind aus Gaspartikeln weggeblasen hat.
Cassiopeia A hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. So veröffentlichte beispielsweise der neue Röntgensatellit IXPE der NASA am Valentinstag sein erstes Bild des explodierten Sterns. Und das James-Webb-Weltraumteleskop wird später in diesem Jahr seinen Infrarotblick auf die Supernova-Überreste richten.
SUPERNOVAE ENTSTEHEN, WENN EIN RIESIGER STERN EXPLODIERT
Eine Supernova tritt auf, wenn ein Stern explodiert und Trümmer und Partikel in den Weltraum schießt.
Eine Supernova brennt nur für kurze Zeit, aber sie kann Wissenschaftlern viel über die Anfänge des Universums verraten.
Eine Art von Supernova hat Wissenschaftlern gezeigt, dass wir in einem sich ausdehnenden Universum leben, das immer schneller wächst.
Wissenschaftler haben auch festgestellt, dass Supernovae eine Schlüsselrolle bei der Verteilung von Elementen im gesamten Universum spielen.
1987 entdeckten Astronomen eine „titanische Supernova“ in einer nahe gelegenen Galaxie, die mit der Kraft von über 100 Millionen Sonnen strahlte (Bild).
Es gibt zwei bekannte Arten von Supernova.
Der erste Typ tritt in Doppelsternsystemen auf, wenn einer der beiden Sterne, ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Weißer Zwerg, Materie von seinem Begleitstern stiehlt.
Schließlich sammelt der Weiße Zwerg zu viel Materie an, wodurch der Stern explodiert und eine Supernova entsteht.
Die zweite Art von Supernova tritt am Ende der Lebenszeit eines einzelnen Sterns auf.
Wenn dem Stern der Kernbrennstoff ausgeht, fließt ein Teil seiner Masse in seinen Kern.
Schließlich ist der Kern so schwer, dass er seiner eigenen Gravitationskraft nicht standhalten kann und der Kern zusammenbricht, was zu einer weiteren riesigen Explosion führt.
Viele Elemente, die auf der Erde zu finden sind, werden im Kern von Sternen hergestellt und diese Elemente reisen weiter, um neue Sterne, Planeten und alles andere im Universum zu bilden.