Die massenreichsten Sterne des Universums beenden ihre Lebenszeit mit einer gewaltigen Explosion, einer sogenannten Supernova, und sind über intergalaktische hinweg Entfernungen sichtbar. Die Mechanismen dieser Explosionen sind viel komplexer als bisher angenommen. Beobachtungen am Calar-Alto-Sternwarte enthüllen eine der Facetten dieses komplexen Phänomens: die asphärische Expansion der Explosionen.

"Neue Sterne": Sichtbares und unsichtbares Licht
Beobachter haben über das schnell eintretende und helle Aufleuchten neuer Sterne berichtet, die anschließend über Wochen oder Monate allmählich wieder völlig verschwanden. Die leuchtstärksten Exemplare dieser "neuen Sterne" werden Supernovae genannt. Die moderne Astrophysik beschreibt die gigantischen Explosionen einiger dieser Objekte (nicht aller) als Indiz für das Sterben sehr massenreicher Sterne. Sobald diese Sterne den Kernbrennstoff, der sie am Leuchten hält, d.h. die Energiequelle in ihrem Inneren, die sie vor dem Einsturz unter der Last ihres eigenen Gewichtst bewahrt, komplett verbraucht haben,beenden sie ihre Entwicklung mit einem gewaltigen Kernkollaps, der zu einer Explosion mit apokalyptischem Ausmaß führt.

Supernovae wurden über mehrere Jahrzehnte hinweg wissenschaftlich untersucht, indem immer nur Daten aus dem sichtbaren Spektralbereich analysiert wurden. Neueste Fortschritte der Technologie im Bereich der Astronomie ermöglichen nun die Auswertung von Daten der Sternstrahlung außerhalb des sichtbaren elektromagnetischen Frequenzbandes. Mit Weltraumteleskopen ist es nun gelungen Beobachtungen im X- und Gammastrahlenbereich durchzuführen. Zum Beispiel kann Gammastrahlung nur im Weltall außerhalb der Erdatmosphäre empfangen werden. Javier Gorosabel vom "Instituto de Astrofísica de Andalucía " ist Mitglied eines Forschungsteams, das sich schon seit vielen Jahren mit den Gammastrahlenblitze (Gamma Ray Bursts - GRBs) befasst. Obschon das GRB-Phänomen eines der größten Rätsel der modernen Astrophysik ist, haben die bis zur Zeit ausgeführten Studien etwas Licht über die Natur dieser Energiequellen geworfen.  Wissenschaftler ordnen die Gammablitze in zwei Hauptgruppen ein: kurze und lange Gammablitze. Gleichzeitig gibt es Hinweise auf einen engen Zusammenhang zwischen den Gammablitzen und gewissen Supernovatypen.

Gorosabel's Team fürte die Beobachtungen Gorosabel's Team führte die Beobachtungen mit dem 2.2-m-Teleskop auf dem Calar Alto im Rahmen eines "Gelegenheitsziels" für das GBR-Programm von Alberto Castro-Tirado (IAA) durch. In diesem Projekt kamen auch das Nordic Optical Telescope auf der kanarischen Insel La Palma und das AZT-8 Teleskop auf der Krim (Ukraine) zum Einsatz. Die gesammelten Daten bestätigen die schon bekannte Verbindung zwischen langen Gammablitzen und gewissen Supernova-Typen. Die Auswertung dieser Daten brachte wichtige Erkenntnisse über die Prozesse, die beim Sterben massenreicher Sterne ablaufen. Polarisiertes Licht ist das maßgebende Element bei diesen Untersuchungen.

Polarisiertes Licht: asphärische Explosionen
Das Licht propagiert sich im Weltall in Form einer Welle. Man kann die Schwingungen eines elektromagnetischen Feldes mit denen einer Welle vergleichen, die beim Aufprallen eines Steines an der Wasseroberfläche erzeugt wird. Wasserwellen erzeugen nur senkrechte Bewegungen der Wasseroberfläche auf und ab. Elektromagnetische Lichtwellen  hingegen schwingen in beliebige Richtungen: auf und ab, von rechts nach links, und in jeder beliebigen Kombination beider Richtungen. Keine dieser Kombinationen dominiert über die andere. Gewisse physikalische Prozesse können jedoch diese Verteilung beeinflussen und eine spezielle Schwingungsrichtung begünstigen: In diesen Fällen sprechen wir von polarisiertem Licht. Prozesse, die eine Polarisierung des Lichtes hervorrufen, deuten auf eine gewisse Asymmetrie hin, und somit auf die Existenz bevorzugter Richtungen. Die Beobachtungen haben ergeben, dass die Lichtemissionen von SN 2006aj eine unerwartet hohe Polarisation aufweisen.

Die ersten Supernova-Modelle waren sehr einfach und gingen, wegen Mangel an Daten, von einer sphärischen Symmetrie aus. Dank der exzellenten polarimetrischen Eigenschaften von Instrumenten wie CAFOS (am 2.2-m-Teleskop auf dem Calar Alto), müssen nun die aktuelle Modelle neu angepasst werden um die Komplexität dieses Phänomens besser zu beschreiben. Die bei mehreren Supernova-Explosionen beobachtete asphärische Symmetrie zeigt, dass die Rotation im Prozess der Erlöschung von Sternen eine wichtige Rolle spielt. Die Rotationsachse sowie die Rotationsgeschwindigkeit bestimmen bevorzugte Richtungen, deren Einfluss auf die Symmetrie der Explosion wichtige Prozesse des Explosionsmechanismus steuert.

Beobachtet man stellare Explosionen aus einer Entfernung von mehreren hundert Millionen Lichtjahren, so erscheinen diese nur als ein kleiner Lichtpunkt am Himmel. Dank modernster Beobachtungsmethoden ist es gelungen, aus der Strahlung dieser schwachen Lichtquellen wichtige Daten abzuleiten. Diese haben zu einem besseren Verständnis der Geometrie und der physikalischen Mechanismen dieser Phänomene geführt, deren Aktivität nur auf indirektem Weg beobachtet werden kann.

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© Calar Alto Sternwarte, April 2007                 Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann.