Vor vierhundert Jahren erschreckten Himmelsbeobachter, darunter der berühmte Astronom Johannes Kepler, der am besten als Entdecker der Gesetze der Planetenbewegung bekannt ist, das plötzliche Erscheinen eines „neuen Sterns“ am westlichen Himmel, der mit der Brillanz des nahe gelegenen konkurriert Planeten.
Moderne Astronomen, die die drei umlaufenden Großen Observatorien der NASA nutzen, lüften die Geheimnisse der wachsenden Überreste von Keplers Supernova, dem letzten Objekt, das in unserer Milchstraße explodiert.
Als am 9. Oktober 1604 ein neuer Stern erschien, konnten Beobachter ihn nur mit ihren Augen studieren. Das Teleskop würde erst in vier Jahren erfunden. Ein Team moderner Astronomen verfügt über die kombinierten Fähigkeiten der Great Observatories der NASA, des Spitzer-Weltraumteleskops, des Hubble-Weltraumteleskops und des Chandra-Röntgenobservatoriums, um die Überreste von Infrarotstrahlung, sichtbarem Licht und Röntgenstrahlen zu analysieren. Ravi Sankrit und William Blair von der Johns Hopkins University in Baltimore leiten das Team.
Das kombinierte Bild enthüllt eine blasenförmige Hülle aus Gas und Staub, die 14 Lichtjahre breit ist und sich mit 6 Millionen Stundenkilometern ausdehnt. Beobachtungen von jedem Teleskop zeigen unterschiedliche Merkmale der Supernova, einer sich schnell bewegenden Hülle aus eisenreichem Material, die von einer sich ausdehnenden Stoßwelle umgeben ist, die interstellares Gas und Staub aufwirbelt.
"Multi-Wellenlängen-Studien sind absolut notwendig, um ein vollständiges Bild der Entwicklung von Supernova-Überresten zu erstellen", sagte Sankrit. Sankrit ist Associate Research Scientist am Center for Astrophysical Sciences in Hopkins und leitet Hubble-Astronomenbeobachtungen.
"Zum Beispiel werden die Infrarotdaten von erhitztem interstellarem Staub dominiert, während optische und Röntgenbeobachtungen unterschiedliche Gastemperaturen messen", fügte Blair hinzu. Blair ist Forschungsprofessor am Institut für Physik und Astronomie in Hopkins und leitender Astronom für Spitzer-Beobachtungen. "Eine Reihe von Beobachtungen ist erforderlich, um die komplexe Beziehung zwischen den verschiedenen Komponenten zu verstehen", sagte Blair.
Die Explosion eines Sterns ist ein katastrophales Ereignis. Die Explosion zerreißt den Stern und löst eine grob kugelförmige Stoßwelle aus, die sich wie ein interstellarer Tsunami mit mehr als 35 Millionen Stundenkilometern nach außen ausdehnt. Die Schockwelle breitet sich in den umgebenden Raum aus und fegt zartes interstellares Gas und Staub in eine sich ausdehnende Hülle. Die Sternauswürfe der Explosion folgen zunächst der Stoßwelle. Es holt schließlich den inneren Rand der Schale ein und wird auf Röntgentemperaturen erhitzt.
Bilder mit sichtbarem Licht von Hubbles Advanced Camera for Surveys zeigen, wo die Supernova-Stoßwelle in die dichtesten Regionen des umgebenden Gases schlägt. Die hell leuchtenden Knoten sind dichte Klumpen, die sich hinter der Stoßwelle bilden. Sankrit und Blair verglichen ihre Hubble-Beobachtungen mit denen, die mit bodengestützten Teleskopen aufgenommen wurden, um eine genauere Entfernung zum Supernova-Überrest von etwa 13.000 Lichtjahren zu erhalten.
Die Astronomen suchten mit Spitzer nach Material, das im Infrarotlicht strahlt und erhitzte mikroskopisch kleine Staubpartikel zeigt, die von der Supernova-Stoßwelle aufgenommen wurden. Spitzer ist empfindlich genug, um sowohl die dichtesten Bereiche zu erkennen, die Hubble sieht, als auch die gesamte expandierende Stoßwelle, eine kugelförmige Materialwolke. Instrumente auf Spitzer enthüllen auch Informationen über die chemische Zusammensetzung und die physikalische Umgebung der expandierenden Gas- und Staubwolken, die in den Weltraum ausgestoßen werden. Dieser Staub ähnelt Staub, der Teil der Staub- und Gaswolke war, die die Sonne und die Planeten in unserem Sonnensystem bildete.
Die Chandra-Röntgendaten zeigen Regionen mit sehr heißem Gas. Das heißeste Gas, energiereichere Röntgenstrahlen, befindet sich hauptsächlich in den Regionen direkt hinter der Schockfront. Diese Regionen tauchen auch in den Hubble-Beobachtungen auf und stimmen auch mit dem schwachen Materialrand überein, der in den Spitzer-Daten zu sehen ist. Kühleres Röntgengas, Röntgenstrahlen mit niedrigerer Energie, befindet sich in einer dicken inneren Hülle und markiert den Ort des Materials, das aus dem explodierten Stern ausgestoßen wird.
In den letzten 1000 Jahren gab es in unserer Milchstraße sechs bekannte Supernovae. Keplers ist das einzige, für das Astronomen nicht wissen, welche Art von Stern explodiert ist. Durch die Kombination von Informationen aus allen drei großen Observatorien können Astronomen die Hinweise finden, die sie benötigen. "Es ist wirklich eine Situation, in der die Summe größer ist als die Summe der Teile", sagte Blair. "Wenn die Analyse abgeschlossen ist, können wir mehrere Fragen zu diesem rätselhaften Objekt beantworten."
Bilder und zusätzliche Informationen finden Sie unter http://www.nasa.gov, http://hubblesite.org/news/2004/29, http://chandra.harvard.edu, http://spitzer.caltech.edu , http: //www.jhu.edu/news_info/news/, http://heritage.stsci.edu/2004/29 und http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/kepler.html.
Originalquelle: NASA / JPL-Pressemitteilung
