Ein Neutronenstern ruht im Zentrum der Supernova 1987A

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Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat im September 2022 erstmals ein Bild der Supernova 1987A (SN) gemacht. Das Bild erfasste ein mysteriöses staubiges und gashaltiges Zentrum, das sich während der Explosion der Supernova bildete. Der Staub ist so dick, dass er Nahinfrarotlicht verdeckt. Laut einer neuen Studie, die in veröffentlicht wurde, könnte jedoch im staubigen Zentrum darunter ein mächtiger heißer Neutronenstern lauern Wissenschaft.

„Es war so aufregend, zum ersten Mal die JWST-Beobachtungen von SN 1987A zu betrachten. Als wir die MIRI- und NIRSpec-Daten überprüften, fiel die sehr helle Emission von Argon im Zentrum von SN 1987A auf. Wir wussten sofort, dass dies etwas Besonderes war, das endlich die Frage nach der Natur des kompakten Objekts beantworten könnte“, sagte Patrick Kavanagh, Co-Autor der Studie und Astrophysiker an der Maynooth University, in einem Interview Pressemitteilung.

Eine Explosion am Himmel

SN 1987A aus der Sicht des Hubble-Weltraumteleskops im Laufe der Jahre. (Quelle: NASA, ESA und R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und Gordon and Betty Moore Foundation) und P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics))

Forscher beobachteten SN 1987A erstmals vor 37 Jahren. Sie ist die der Erde am nächsten gelegene und hellste Supernova und seitdem die am besten untersuchte Supernova. SN 1987A brach am 23. Februar 1987 in 160.000 Lichtjahren Entfernung in den Himmel auf. Selbst aus dieser Entfernung war die Supernova mehrere Monate lang am Himmel sichtbar, bevor sie verschwand. Mithilfe seiner Neutrinos entdeckten Forscher auch SN 1987A.

Nach der Explosion von SN 1987A sagten Wissenschaftler voraus, dass sich in seinem Zentrum möglicherweise ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern bildete. Der Neutrino-Ausbruch der Supernova deutete für die Forscher darauf hin, dass sich im Zentrum ein Neutronenstern gebildet hatte, doch bis zum JWST hatten sie keine schlüssigen Beweise.

Mit den Instrumenten MIRI und NIRSpec des JWST stellten Wissenschaftler fest, dass die Argon- und Schwefelatome in der Umgebung der Supernova ionisiert waren. Nur ein Ereignis wie ein Neutronenstern, der die Teilchen mit ultravioletter oder Röntgenstrahlung bestrahlte, hätte die Atome ionisieren können. Auch starke kosmische Winde eines rotierenden Neutronensterns, der sich mit der Materie der Supernova vermischte, könnten die Ursache gewesen sein.

Ein Neutronenstern

SN 1987A aus Sicht des James Webb-Weltraumteleskops (Quelle: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Universität Cardiff), R. Arendt (Goddard Spaceflight Center der NASA und University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson)

In ihrer Studie stellen die Autoren fest, dass das, was die Atome ionisierte, in einem von zwei Szenarien ein Neutronenstern gewesen sein könnte. Möglicherweise handelte es sich um die Strahlung, die von der Millionen-Grad-Hitze des neuen Sterns ausging, oder von Teilchen, die im Magnetfeld der Supernova beschleunigt wurden, als sich der Neutronenstern schnell drehte. Die Modelle stimmen mit beiden Neutronensternoptionen überein. Aber welches ist schwieriger zu bestimmen? Weitere Beobachtungen mit JWST und Bodenteleskopen könnten dem Team dabei helfen, mehr Informationen zu gewinnen.

In jedem Fall passen beide Optionen zu den Spekulationen des Teams über einen Neutronenstern im Zentrum von SN 1987A.



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