Massive Stars beenden ihr Leben dramatisch. Während die inneren Schichten in ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern fallen, fallen die äußeren Schichten schneller, treffen auf die inneren Schichten und prallen in einer riesigen Supernova-Explosion zurück.
Das ist die Lehrbuchdefinition. Aber einige dieser Supernovae lassen sich nicht erklären. Im Jahr 2011 durchbohrte eine solche Explosion, SN 2011dh genannt, die etwa 24 Millionen Lichtjahre entfernte Whirlpool-Galaxie. Zu dieser Zeit waren die Astronomen verblüfft. Dank des Hubble-Weltraumteleskops der NASA haben sie jetzt einen Begleitstern für diese seltene Supernova entdeckt und die letzten Puzzleteile zusammengefügt.
SN 2011dh ist eine Supernova vom Typ IIb, die insofern ungewöhnlich ist, als sie sehr wenig Wasserstoff enthält und über eine Lehrbuchdefinition unerklärlich ist. Trotzdem können Astronomen den Vorläufer-Stern beleuchten, indem sie einfach archivierte Bilder von HST durchsuchen. Dank der Fülle an Daten von HST und der Tatsache, dass die Whirlpool-Galaxie häufig beobachtet wird, haben zwei unabhängige Forschungsteams eine Quelle - einen gelben Überriesenstern - am richtigen Ort entdeckt.
Aber Astronomen glauben nicht, dass gelbe Überriesensterne zu Supernovae werden können ... zumindest nicht isoliert.
Zu diesem Zeitpunkt kam es innerhalb der astronomischen Gemeinschaft zu Kontroversen. Mehrere Experten schlugen vor, dass die Beobachtung eine falsche kosmische Ausrichtung war und dass der eigentliche Vorläufer ein unsichtbarer massereicher Stern war. Andere Experten schlugen vor, dass der Vorläufer der gelbe Überriese gewesen sein könnte, aber dass er in ein binäres Sternensystem gehört haben muss.
Wenn ein massereicher Stern in einem binären System seinen Roche-Lappen überläuft - die Region außerhalb des Sterns, in der die Schwerkraft dominiert - kann er Material auf seinen kleineren Begleiter gießen, wodurch seine Wasserstoffhülle verloren geht und seine Masse schrumpft.
Zum Zeitpunkt der Explosion des Massendonors sollte der Begleitstern ein massiver blauer Stern sein, der während des Stofftransfers Material gewonnen hat. Seine hohe Temperatur sollte auch dazu führen, dass es hauptsächlich im ultravioletten Bereich emittiert, wodurch es in allen sichtbaren Bildern unsichtbar wird.
Gastón Folatelli vom Kavli-Institut für Physik und Mathematik des Universums (IPMU) und Kollegen beschlossen daher, die mysteriöse Supernova im ultravioletten Licht noch einmal zu betrachten. Und ihre Beobachtungen entsprachen ihren Erwartungen. Die ursprüngliche Supernova war verblasst, und eine andere Punktquelle hatte ihren Platz eingenommen.
"Einer der aufregendsten Momente in meiner Karriere als Astronom war, als ich die neu angekommenen HST-Bilder zeigte und das Objekt genau dort sah, wo wir es die ganze Zeit erwartet hatten", sagte Folatelli in einer Pressemitteilung.
Die Forschung veranschaulicht das komplexe Zusammenspiel von Theorie und Beobachtung. Astronomen verlassen sich oft auf Theorien, lange bevor sie die Technologie erhalten, die für die korrekten Beobachtungen erforderlich ist, oder verbringen Jahre damit, seltsame Beobachtungen mit komplexen theoretischen Modellen zu erklären. Häufiger jedoch koexistieren die beiden als Theorie- und Beobachtungsgeplänkel hin und her.
Die Ergebnisse wurden in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht und sind online verfügbar.
