Astronomie - Neue Anzeichen für nahende Supernova im Orion

Der sterbende Stern Beteigeuze flackert wieder sehr stark. Neue Daten grenzen den Zeitraum einer Explosion weiter ein.

Seit geraumer Zeit wird in regelmässigen Abständen über eine mögliche Supernova im Sternbild Orion berichtet. Und zwar immer, wenn der Stern Beteigeuze seine Leuchtkraft auffällig verändert. In den vergangenen Wochen ist der flackernde Riesenstern nun wieder um 50 Prozent heller geworden, wie Analysen einer renommierten Forschungsgruppe zeigen.

Dies könnte ein Hinweis auf eine baldige Explosion sein. Es wäre die erste Supernova in unserer M ilchstrasse seit über 400 Jahren, und sie könnte wegen der relativ kurzen Distanz von ungefähr 642 Lichtjahren zur Erde von blossem Auge selbst bei Tageslicht beobachtet werden. Während ungefähr dreier Monate würde dann also gut sichtbar, was sich sechs Jahrhunderte zuvor im All ereignet hat.

Es könnte grundsätzlich jeden Tag passieren oder noch sehr lange nicht.

Susanne Wampfler Astrophysikerin, Universität Bern

Der Zeitpunkt der Explosion sei weiterhin schwierig abzuschätzen, erklärt Susanne Wampfler, Professorin für Astrophysik an der Universität Bern. Die neuesten Forschungsergebnisse deuteten darauf hin, dass Beteigeuze in den nächsten paar Jahrzehnten bis Jahrhunderten explodieren, also zur Supernova werden könnte: «Es könnte aber grundsätzlich jeden Tag passieren oder noch sehr lange nicht.»

Beteigeuze markiert die rechte Schulter des Sternbildes Orion und ist der zehnthellste Stern am Nachthimmel, wenn die Sonne nicht mitgezählt wird. Der Durchmesser von Beteigeuze wird auf das 800- bis 900-fache der Sonne geschätzt.

MAURITIUS IMAGES/GERARD LODRIGUSS

Beteigeuze ist ein Stern am Ende seines Lebens, der den Wasserstoff im Kern bereits zu Helium umgewandelt hat, wie Wampfler erklärt. Anschliessend brennen nacheinander verschiedene andere Elemente im Kern des Sterns aus. Zuerst wird Helium zu Kohlenstoff umgewandelt, danach Kohlenstoff zu schwereren Elementen, bis schliesslich ein Eisenkern entsteht.

So sind die Forschenden im Modell vorgegangen

Aufgrund der Pulsationen (Aufblähen und Zusammenziehen) von Beteigeuze, die zu periodischen Veränderungen der Helligkeit führen, kann man Modelle des Sterninneren erstellen. Die Forschungsgruppe hat die Helligkeitsdaten von Beteigeuze mit Modellen der inneren Struktur verglichen und kommt zum Schluss, dass die Helligkeitsveränderungen am besten durch ein Modell zu erklären sind, bei dem der Stern bereits im Zustand des Kohlenstoffbrennens ist und nur noch höchstens 20 Prozent des Kohlenstoffvorrats übrig hat. Da die folgenden Fusionsprozesse nur noch kurze Zeit dauern, lässt sich die bevorstehende Supernova auf die Zeitskala von Jahrzehnten einschränken.

Das neueste Modell des Forschungsteams, auch mit Forschenden der Universität Genf, kommt nun zum Schluss, dass mittlerweile auch der Kohlenstoffvorrat schon sehr gering ist. Im Gegensatz zum Wasserstoffbrennen dauern die folgenden Phasen nur sehr kurz. Wenn der Kohlenstoffvorrat zur Neige geht, ist typischerweise in einigen Jahrzehnten mit der Supernova-Explosion des Sterns zu rechnen.

So entsteht eine Supernova

Wenn ein Stern stirbt, kann er sich im Prinzip nicht mehr gegen die Gravitationskraft wehren, wie Astrophysikerin Susanne Wampfler erklärt. Bei einem normalen Stern setzen Fusionsprozesse im Inneren Energie frei und wirken der Gravitationskraft entgegen.

Irgendwann ist der Vorrat an Brennmaterial im Innern des Sterns aufgebraucht. Dann müsste im Prinzip Eisen zu noch schwereren Elementen fusionieren, und das setzt keine Energie frei, sondern benötigt Energie. Die äusseren Schichten des Sterns fallen dann quasi über dem Kern zusammen und werden von dort wieder nach aussen geschleudert, was in einer riesigen Explosion mündet.

Supernovae gibt es immer wieder, in unserer Milchstrasse aber schon länger nicht mehr. Da war etwa die berühmte Supernova 1987A in der Magellanschen Wolke – einer Satellitengalaxie der Milchstrasse –, die nun auf der neuen 20er-Note der Schweiz in Form des Datums verewigt ist. Zum Datum kommt man, wenn man die Zeit des Lichtes zu den aufgeführten Körpern umrechnet.

Die Forschungsergebnisse, die gerade für Furore sorgen, wurden als Vorabdruck veröffentlicht und sollten dann in einem der grossen Astronomie-Fachjournale der Welt erscheinen. In der Forschung wartet man meistens diesen sogenannten Review-Prozess, die Begutachtung der Arbeit durch andere Fachexperten, ab, bis die Resultate im Fachjournal publiziert werden. 

Susanne Wampfler

Astrophysikerin, Universität Bern

Die Schweizer Astrophysikerin Susanne Wampfler ist Förderprofessorin an der Universität Bern. Mit Radioteleskopen erforscht sie die Entstehung neuer Sterne und Planeten und die Prozesse, welche zu einer unterschiedlichen Isotopenzusammensetzung eines Sterns und seines Planetensystems führen können.

(Bild: Universität Bern/Vera Knöpfel)