Supernova – Wenn ein Stern explodiert
Über den Begriff „Supernova“ sind sicherlich viele Menschen schon gestolpert und haben sich gefragt, was eigentlich dahinter steckt. Tatsächlich handelt es sich um unfassbar extreme physikalische Vorgänge. Bei einer Supernova geht es um das spektakuläre Sterben eines Sterns, der von einer gigantischen Explosion förmlich zerfetzt wird. Das Ergebnis ist auf dem aktuellen Astronomiefoto des Monats zu sehen. Es zeigt den Krebsnebel M1, der auch mit kleineren Fernrohren im Sternbild Stier zu finden ist.
Das Bild wurde im Hauptfernrohr der vhs-Sternwarte Neumünster aufgenommen. Dieses hat einen Objektivdurchmesser von fast einem halben Meter und eine Brennweite von ca. 2000mm. Derzeit ist es das größte Sternwartenteleskop in Schleswig-Holstein, und es ermöglicht den Neumünsteraner Hobby-Astronomen, auch weit entfernte Objekte in beeindruckender Schärfe zu beobachten. Der hier abgelichtete Krebsnebel befindet sich rund 6300 Lichtjahre von unserem Heimatstern, der Sonne, entfernt. In der heutigen Zeit weiß man, dass es sich um den Überrest einer riesigen Sternexplosion handelt, die chinesische Astronomen im Jahr 1054 beobachteten. Damals leuchtete an genau der Stelle, an der wir heute den Krebsnebel finden, ein „neuer“ und extrem heller Stern auf. Dieser soll sogar am Tage zu sehen gewesen sein. Heute wissen Astronomen: Es war eine Supernova.
Um jedoch zu verstehen, was bei einer Supernova passiert, müssen wir zunächst einmal verstehen, wie ein Stern funktioniert. Sterne bestehen grundsätzlich aus riesigen Mengen von Wasserstoff und Helium. Die Masse dieser Materie erzeugt eine extreme Schwerkraft (Gravitation), die mit enormem Druck auf das Zentrum des Sterns einwirkt. Dadurch entstehen im Kern des Sterns unfassbar hohe Temperaturen von über 10 Millionen Grad. Bei so hohen Temperaturen beginnt die Kernfusion. Das bedeutet, dass Wasserstoff zu Helium wird, wobei enorme Mengen an Energie freigesetzt werden. Diese Energie bringt einen Stern zum Leuchten. So sorgt unser Heimatstern namens Sonne zum Beispiel für Licht und Wärme auf der Erde. Gleichzeitig verursacht die Kernfusion aber auch einen extremen Strahlungsdruck, der im Inneren eines Sterns der enormen Schwerkraft der äußeren Bereiche des Sterns entgegenwirkt.
Sterne, die als Supernova enden, sind deutlich größer und massereicher ist als unsere Sonne. Schon diese ist ungefähr 300 000 Mal so schwer wie unsere Erde. Im Universum gibt es aber zahlreiche Riesensterne mit einem Vielfachen der Sonnenmasse. Diese verbrauchen ihren Brennstoff sehr viel schneller und es gilt: Je schwerer ein Stern ist, desto kürzer ist seine Lebenserwartung. Wenn nun so ein großer Stern schon nach einigen Millionen aktiven Jahren seinen Brennstoff verbraucht hat, gerät die Kernfusion ins Stocken. Neben Helium werden zwischenzeitlich auch andere Elemente, wie z.B. Sauerstoff oder Eisen, erzeugt. Am Ende kann der Stern durch Fusion aber keine Energie mehr erzeugen, und die Fusion stoppt. Der innere Strahlungsdruck fehlt, und die enorme Schwerkraft des Sterns sorgt dafür, dass er unter seiner eigenen Masse zusammenbricht. Die Supernova beginnt.
Die zusammenstürzenden Massen des Sterns werden zusammengepresst, und dabei entstehen zahlreiche Elemente, die schwerer sind als Eisen. Unter anderem wird bei diesem Prozess auch Gold erzeugt. Wenn sich die Materie jedoch nicht weiter komprimieren lässt, rast eine Schockwelle durch den Stern und schleudert einen Großteil des Sternmaterials mit ungeheurer Wucht zurück ins Weltall. Im Zentrum bleibt ein wenige Kilometer großes Materiepaket zurück, das Astronomen als Neutronenstern bezeichnen. Rund um diese Sternenleiche dehnt sich nun eine riesige Materiewolke mit rasender Geschwindigkeit im Weltall aus, genau so, wie bei unserem Krebsnebel im Sternbild Stier.
Auf der Erde müssen wir uns deshalb aber keine Sorgen machen. Unsere Sonne ist zu klein, um irgendwann einmal zur Supernova zu werden, und auch in der Nähe der Sonne existiert kein Stern, dem so etwas passieren könnte. Im Sternbild Orion gibt es jedoch den hellen Stern Beteigeuze. Er nähert sich dem Ende seines Lebens und gilt als heißer Kandidat für eine Supernova. Vielleicht können wir bei ihm irgendwann ebenso spektakuläre Beobachtungen machen, wie die chinesischen Astronomen im Jahr 1054.
Bild und Text: Marco Ludwig, Leiter der vhs-Sternwarte Neumünster
