Supernova «SN2021yfi» - Sterbender Stern enthüllt sein Inneres

In ihrer kürzlich veröffentlichen Studie schreiben Forschende über die einzigartige Supernova namens «SN2021yfi». Das spezielle an ihr: der Stern, aus dem die Supernova entstanden ist, war fast vollständig «enthüllt». Die Astronomen haben somit zum ersten Mal direkt ins tiefe Innere eines sterbenden Sterns geblickt und bestätigten dabei eine langjährige Theorie.

Gemäss dieser Theorie bilden massive, alternde Sterne eine zwiebelähnliche Schalenstruktur. Mit Schalen, die aus unterschiedlichen Elementen bestehen.

Vom Leben und Tod eines Sterns

• Im Inneren von Sternen herrschen hohe Temperaturen und hoher Druck. So kann Kernfusion stattfinden - aus leichten Elementen bilden sich schwerere.
• Zuerst fusioniert Wasserstoff zu Helium. Im Verlauf des Sternenlebens bilden sich dann weitere, schwerere Elemente wie Sauerstoff und Kohlenstoff.
• Nur in «massiven» Sternen bilden sich noch schwerere Elemente: Schwefel, Silizium und Eisen. Massive Sterne sind solche, die acht Mal schwerer sind als unsere Sonne.
• Der Prozess führt zu einer Schalenstruktur, mit den leichten Elementen aussen, den schweren im Inneren.
• Wird der Eisenkern zu schwer, kollabiert er. Elektronen und Protonen formen Neutronen und Neutrinos. Es entsteht ein Neutronenstern oder ein schwarzes Loch. Dabei wird eine riesige Menge Energie frei.
• Die Energie treibt eine Explosion namens Supernova an, die das restliche Material des Sterns in den Weltraum verstreut, wo es neue Sterne und Planeten bilden kann.

Beobachten lassen sich diese Schalen nur schwer. Immerhin konnten bislang äussere Schalen, beziehungsweise die leichten Elemente in ihnen, nachgewiesen werden. Dies, weil manche Sterne kurz vor ihrem Tod ihre äusseren Hüllen abstossen.

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  Die Kernfusion in Sternen führt zu einer Schichtstruktur, in der sich schwere Elemente im Zentrum und leichtere Elemente am äusseren Rand befinden.

  Jasiek Krzysztofiak / Nature (2025)
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  Die von den Forschern beobachtete Silizium-Schwefel-Schicht wurde vom Stern gegen Ende seines Lebens ausgestossen, wobei der Sternkern von einer siliziumreichen Schicht umgeben zurückblieb.

  Jasiek Krzysztofiak / Nature (2025)
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  Als der Kern kollabierte, bildete sich ein dichter Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch. Dabei wurde eine enorme Menge Energie freigesetzt, die die siliziumreiche Schicht zu einer Supernova namens 2021yfj explodieren liess. Das explodierende Material kollidierte mit der ausgestossenen Silizium-Schwefel-Schicht und brachte sie zum Leuchten.

  Jasiek Krzysztofiak / Nature (2025)

Der Stern, aus dem «SN2021yfi» entstand ging noch weiter: er entledigte sich nicht nur der äusseren, sondern fast aller Hüllen. Das erlaubte, die vorhergesagte Schalenstruktur auch im Inneren eines Sterns zu belegen – und damit, wo die schwereren Elemente entstehen.

Das Supernova-Video

Die künstlerische Darstellung zeigt das wahrscheinlichste Szenario für die Entstehung von SN2021yfj: Der Vorläuferstern war bereits lange vor der Supernova bis auf seinen Sauerstoff-/Siliziumkern geschält worden.

Gegen Ende seines Lebens schleuderte er massive, silizium-, schwefel- und argonreiche Hüllen ins All. Als diese Hüllen aufeinanderprallten, entstand eine Supernova, die so hell war, dass sie aus einer Entfernung von 2,2 Milliarden Lichtjahren zu sehen war.

Die Studie wirft aber auch Fragen auf. Zum Beispiel die, wie und warum sich der Stern vor seinem Lebensende so dermassen «entblösst» hat.