Astronomie Weltraumteleskop enthüllt Sternexplosion an überraschendem Ort

Mit dem Röntgenteleskop eRosita haben Astronomen des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) einen riesigen, bisher unbekannten Supernova-Überrest aufgespürt. Das «Hoinga» getaufte Objekt befindet sich weit ausserhalb der galaktischen Ebene.

«Hoinga» besitzt einen ungewöhnlich grossen Durchmesser von 4,4 Grad, wie das MPE am Mittwoch mitteilte. Damit bedeckt das stellare Überbleibsel am Firmament eine Fläche von etwa 90 Vollmondscheiben. «Ausserdem liegt Hoinga sehr weit oberhalb der galaktischen Ebene, was für diese Objekte ausgesprochen ungewöhnlich ist», erläuterte Werner Becker vom MPE.

Bisher konzentrierte sich die Suche nach Supernova-Überresten meist auf die galaktische Scheibe, wo die Sternentstehungsaktivität am höchsten ist und stellare Überreste daher relativ häufig sein sollten. Allerdings scheint es möglich, dass bei dieser Suchstrategie zahlreiche Supernova-Überreste übersehen wurden.

Ergebnis einer spektakulären Explosion

Den Forschern zufolge ist «Hoinga» – benannt nach der mittelalterlichen Bezeichnung für Beckers Geburtsort Bad Hönningen am Rhein – das grösste derartige Sternenrelikt, das jemals aufgrund seiner Röntgenstrahlung entdeckt wurde. Das Objekt ist das Ergebnis einer spektakulären Explosion, mit der massereiche Sterne ihr Leben beenden.

Denn wenn die Fusionsprozesse im Sterninnern nicht mehr genug Energie erzeugen, gerät der Stern aus dem Gleichgewicht: Die Gravitation gewinnt gegenüber dem Strahlungsdruck die Oberhand, und die stellare Gaskugel kollabiert. Während die Supernova selbst am irdischen Himmel nur für einen Zeitraum von mehreren Wochen oder Monaten beobachtet werden kann, lassen sich ihre Millionen Grad heissen Gasfetzen etwa hunderttausend Jahre lang nachweisen.

Suche nach unbekannten Überresten

Etwa 300 solcher Supernova-Überreste sind laut MPE heute bekannt – viel weniger als die 1200, die in unserer Heimatgalaxie theoretisch existieren sollten. Entweder schätzten die Astrophysiker also die Supernova-Rate bisher falsch ein, oder die grosse Mehrheit wurde bislang übersehen.

Daher nutzt ein internationales Team nun die Himmelsdurchmusterung des im Juli 2019 ins All gestarteten satellitengebundenen eRosita-Teleskops, um nach bisher unbekannten Supernova-Überresten zu suchen. «Wir waren sehr überrascht, als uns gleich der erste Supernova-Überrest ins Auge gestochen ist», erklärte Becker. Nachdem die Astronomen das Objekt in den eRosita-Daten gefunden hatten, suchten sie auch in archivierten Röntgen- und Radiodaten früherer Durchmusterungen nach.

Auf dem Weg zur Lösung eines Rätsels

Tatsächlich ist «Hoinga» – wenn auch nur sehr schwach – bereits in den 30 Jahre alten Daten des deutschen Röntgenteleskops Rosat zu sehen. Wegen seiner Leuchtschwäche und seiner Lage bei hohen galaktischen Breiten fiel das riesengrosse, diffuse Objekt jedoch niemandem auf. Weitere wichtige Erkenntnisse und der endgültige Beweis, dass es sich bei der Röntgenquelle um die Überreste eines explodierten Sterns handelt, kamen dann aus Radiodaten.

«Wir sind die Radioarchivdaten durchgegangen, und dieses Objekt hat nur darauf gewartet, entdeckt zu werden», sagte Natasha Walker-Hurley vom International Centre for Radio Astronomy Research in Australien.

Von den aktuellen und künftigen Radiodurchmusterungen erwarten die eRosita-Forscher nun eine Fülle neuer Erkenntnisse. «Wir sind überzeugt, viele der fehlenden Supernova-Überreste zu entdecken und damit zur Lösung dieses langjährigen astrophysikalischen Rätsels beizutragen», erklärte Becker.

https://doi.org/10.1051/0004-6361/202040156