Supernova

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Kernkollaps-Supernova:
a) entwickelte Schichten von Elementen, Eisenkern im Zentrum
b) Eisenkern beginnt zu kollabieren, schwarze Pfeile: äußere Schichten mit Überschallgeschwindigkeit, weiße Pfeile: innerer Kern mit Unterschallgeschwindigkeit
c) Umwandlung des Kerns in Neutronen, Abstrahlung der Bindungsenergie in Form von Neutrinos
d) einfallende Materie wird am Kern reflektiert, rot: resultierende, nach außen laufende Schockwelle
e) Energieumwandlung in nuklearen Prozessen, Schockwelle läuft aus, Neutrinos beschleunigen Masse erneut
f) äußere Materie wird ausgeworfen, entarteter Überrest verbleibt
Entwicklung der Vorgänger zur SN Typ Ia (von links n. rechts und von oben n. unten)

Eine Supernova (von lat. stella nova, super, deutsch ‚neuer Stern, darüber hinaus‘; Pl. Supernovae) ist das kurzzeitige, helle Aufleuchten eines massereichen Sterns am Ende seiner Lebenszeit durch eine Explosion, bei der der ursprüngliche Stern selbst vernichtet wird. Die Leuchtkraft des Sterns nimmt dabei millionen- bis milliardenfach zu, er wird für kurze Zeit so hell wie eine ganze Galaxie.

Überblick

Die Bezeichnung der Nova geht zurück auf den von Tycho Brahe geprägten Namen einer Beobachtung eines Sterns im Jahr 1572.[1] Er bezieht sich auf das plötzliche Auftauchen eines vorher nicht sichtbaren sternähnlichen Objektes am Firmament. Unter einer Nova verstand man bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts jede Art von Helligkeitsausbruch eines Sterns mit einem Anstieg zum Maximum in einem Zeitraum von Tagen bis Jahren und einer Rückkehr zur früheren Helligkeit innerhalb von Wochen bis Jahrzehnten (siehe Lichtkurve). Als die astrophysikalische Ursache der Eruptionen erkannt wurde, wandelte sich der Begriff zu der heutigen Definition, bei der eine Supernova nicht mehr zu den Novae in ihrer ursprünglichen Bedeutung zählt.

Man kennt zwei grundsätzliche Mechanismen, nach denen Sterne zur Supernova werden können:

  1. Massereiche Sterne mit einer Anfangsmasse (siehe Sternentstehung) von mehr als etwa acht Sonnenmassen, deren Kern am Ende ihrer Entwicklung und nach Verbrauch ihres nuklearen Brennstoffs innerhalb von Millisekunden kollabiert. Dabei kann ein kompaktes Objekt, etwa ein Neutronenstern (Pulsar) oder ein Schwarzes Loch, entstehen. Die äußeren Schichten stürzen als Stoßwellen ins Zentrum. Dieser Vorgang wird als Kernkollaps- oder hydrodynamische Supernovae bezeichnet.
  2. Sterne mit geringerer Masse, die in ihrem vorläufigen Endstadium als Weißer Zwerg Material (z. B. von einem Begleiter in einem Doppelsternsystem) akkretieren, durch Eigengravitation kollabieren und dabei durch einsetzendes Kohlenstoffbrennen zerrissen werden. Dieses Phänomen wird als thermonukleare Supernova oder Supernova vom Typ Ia bezeichnet.

Bekannte Supernovae sind die Supernova 1987A in der Großen Magellanschen Wolke und Keplers Supernova (1604). Speziell letztere und Tycho Brahes Supernova (1572) haben die Astronomie beflügelt, da dadurch die klassische Auffassung von der Unveränderlichkeit der Fixsternsphäre endgültig widerlegt wurde. Der bekannteste Supernovaüberrest ist der Krebsnebel (Supernova 1054) im Sternbild Stier.

Siehe auch

Literatur

  • A. W. A. Pauldrach: Dunkle kosmische Energie. Spektrum Akademischer Verlag, 2010, ISBN 3-8274-2480-1.
  • V. N. Gamezo, A. M. Khokhlov, E. S. Oran: Deflagrations and Detonations in Thermonuclear Supernovae. Physical Review Letters, vol. 92, issue 21, id. 211102, 05/2004, arxiv:astro-ph/0406101.
  • R. Dean u. a.: A Comparative Study of the Absolute Magnitude Distributions of Supernovae. The Astronomical Journal, Vol. 123, Issue 2, pp. 745–752, 02/2002, arxiv:astro-ph/0112051.
  • D. H. Clark, F. R. Stephenson: The Historical Supernovae. Pergamon Press, Oxford u. a., 1977, ISBN 0-08-020914-9.
  • J. Cooperstein, E. Baron: Supernovae: The Direct Mechanism and the Equation of State. In: Supernovae. Hrsg. von A. G. Petschek, Springer 1990.
  • H. Bethe: Supernova mechanisms. Reviews of Modern Physics, Vol. 62, No. 4, October 1990.
  • T. R. Young, D. Branch: Absolute lightcurves of type II supernovae. ApJ 342, L79–L82 (1989).
  • Wolfgang Hillebrandt, H.-T. Janka, Ewald Müller: Rätselhafte Supernova-Explosionen. Spektrum der Wissenschaft, Ausgabe 7/2005, S. 36 ff.
  • Thorsten Dambeck: Todesschrei im Röntgenlicht. Spektrum der Wissenschaft, Ausgabe 9/2008, S. 14–15, ISSN 0170-2971.
  • Richard F. Stephenson u. a.: Historical supernovae and their remnants. Clarendon Press Oxford 2004, ISBN 0-19-850766-6.
  • Wolfgang Hillebrandt, Bruno Leibundgut (Hrsg.): From twilight to highlight – the physics of supernovae. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-00483-1.
  • Gerald North: Observing variable stars, novae, and supernovae. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2004, ISBN 0-521-82047-2.
  • Peter Höflich u. a.: Cosmic explosions in three dimensions – asymmetries in supernovae and gamma-ray bursts. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2004, ISBN 0-521-84286-7.

Weblinks

 Wiktionary: Supernova – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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Videos

Einzelnachweise

  1. Tycho Brahe. In: Der Brockhaus Astronomie. Mannheim 2006, S. 63.


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