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Massenakkretion auf einen Weißen Zwerg Supernovae vom Typ Ia sind wertvolle Standartkerzen für die Astronomie. Ende der 1990er Jahre etwa entdeckte man mit ihrer Hilfe die beschleunigte Expansion des Universums. Nun aber beobachteten Astronomen am 10-Meter Keck Zwillingsteleskop auf Hawaii eine Typ Ia-Supernova, die viel leuchtschwächer ist als üblich. Die Beobachtungen im optischen, nahen infraroten und ultravioletten Wellenlängenbereich zeigen, dass die Explosionsmechanismen einer ganzen Unterklasse des Typs Ia nach wie vor unverstanden sind.

Üblicherweise stellt man sich unter einer Supernova die Explosion eines enorm massereichen Sterns vor. Supernovae vom Typ Ia funktionieren jedoch nach einem anderen Prinzip: Hier umkreisen sich ein Weißer Zwerg, also die "Leiche" eines ausgebrannten Sterns, und ein normaler Hauptreihenstern. Im Laufe der Zeit kommt es zu einem Materieübertritt vom Hauptreihenstern auf den Zwerg, bis dieser eine gewisse Grenzmasse erreicht und explodiert. Der Clou dabei: Die Explosion tritt immer bei der gleichen kritischen Masse von etwa 1,5 Sonnenmassen ein. Alle Typ Ia-Supernovae haben damit die gleiche Maximalhelligkeit, und auch ihre Spektren und ihre Helligkeitsabnahme nach der Explosion sind sehr ähnlich. Durch ihre enorme Helligkeit (für kurze Zeit übertrifft die Leuchtkraft der Supernovae die einer ganzen Galaxie) kann man sie in sehr großer Entfernung beobachten. Damit eignen sich Typ Ia-Supernovae zur Entfernungsbestimmung im Kosmos.

Soweit die Theorie, die Praxis ist natürlich ein bisschen komplizierter. Die von dem Team um Mansi Kasliwal vom California Institute of Technology studierte Supernova SN2007ax gehört zu einer Unterklasse des Typs Ia. Deren Mitglieder sind erheblich leuchtschwächer, zeigen Anomalien in ihren Spektren und verlieren schneller an Leuchtkraft als „normale“ Typ Ia-Supernovae. SN2007ax ist laut Kasliwal der schwächste je beobachtete Vertreter dieser Gruppe, ihre Maximalhelligkeit ist 10 Mal geringer als die einer gewöhnlichen Supernova.

Lichtschwache Supernovae wie SN2007ax eignen sich nicht als Standartkerzen. Ihr Entstehungsmechanismus ist bisher nicht verstanden. Es ist nicht einmal sicher, ob es sich bei ihnen wirklich um die Explosion eines Weißen Zwerges handelt. Keines der zahlreichen Erklärungsmodelle passt zu den Beobachtungsdaten. Sind damit alle Erkenntnisse, die auf der Beobachtung weit entfernter Ia-Supernovae fußen, neu zu bewerten? Was bedeutet das für die Entdeckung der beschleunigten Expansion?

Hier zeigen sich die Forscher beruhigt. Es sehe nicht so aus, als müssten alle Messungen über den Haufen geworfen werden. Gerade bei sehr großen Entfernungen sei der zu erwartende Fehler klein, weil leuchtschwache Supernovae wie SN2007ax gar nicht mehr registriert würden. Auch verraten sich diese Sonderfälle durch Auffälligkeiten in ihren Spektren, etwa an einem UV-Überschuss einige Zeit nach der Explosion.  

Dennoch gibt SN2007ax den Astronomen Rätsel auf und stellt sie vor neue Aufgaben. Bislang seien diese "Ausreißer" einfach übersehen worden, so Kasliwal. Weitere gezielte Beobachtungen sollen Aufschluss darüber geben, welche physikalischen Besonderheiten zu den Abweichungen in der Helligkeit führen. Es ist einfach unbefriedigend, wenn eine ganze Reihe von Supernovae nicht erklärt werden kann. Bei Beobachtungen sehr weit entfernter Objekte arbeiten die Forscher in einem Grenzbereich von Theorie und Beobachtungstechnik. Schon kleinste Korrekturen der theoretischen Modelle können die Beobachtungsergebnisse in einem anderen Licht erscheinen lassen.

Die Ergebnisse von Mansi Kasliwal und ihrem Team werden in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

Das Bild zeigt eine künstlerische Darstellung des Materiestroms eines Sterns auf seinen Begleiter, einem Weißen Zwerg. (European Space Agency and Justyn R. Maund, University of Cambridge)

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