Astronomen waren möglicherweise Zeugen der ersten bekannten „Superkilonova“ – eines beispiellosen kosmischen Ereignisses, das Elemente einer Supernova und einer Neutronensternverschmelzung vereint. Die Entdeckung, die in den „Astrophysical Journal Letters“ vom 20. Dezember detailliert beschrieben wird, dreht sich um eine ferne Sternexplosion, die offenbar in zwei unterschiedlichen Phasen stattgefunden hat. Dies ist wichtig, weil es bestehende Modelle zum Verhalten dichter Sternreste in Frage stellt und möglicherweise neue Wege für die Entstehung schwerer Elemente im Universum aufzeigt.
Das ungewöhnliche Signal
Das Ereignis begann mit Wellen in der Raumzeit, die vom Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) und dem Virgo-Detektor in Italien entdeckt wurden. Diese Signale deuteten auf die Verschmelzung zweier Neutronensterne in einer Entfernung von etwa 1,8 Milliarden Lichtjahren hin. Das Besondere an diesem Ereignis war, dass mindestens einer der verschmelzenden Neutronensterne anscheinend weniger Masse als die Sonne hatte.
Dies ist von Bedeutung, da die etablierte Sternphysik vorhersagt, dass Neutronensterne – die ultradichten Überreste von Supernovae – mindestens das 1,4-fache der Masse unserer Sonne haben sollten. Jeder bisher beobachtete Neutronenstern war massereicher. Diese Anomalie verwirrte die Forscher zunächst und deutete darauf hin, dass etwas Ungewöhnliches passierte.
Von der Kilonova zur Supernova?
Nachfolgende Beobachtungen am Palomar-Observatorium ergaben ein rötliches Leuchten, das aus derselben Richtung wie das Gravitationswellensignal stammte. Die ersten Daten ähnelten einer Kilonova, einem Ereignis, von dem bereits bekannt war, dass es durch schnelles Einfangen von Neutronen schwere Elemente wie Gold und Platin produziert.
Im Gegensatz zu typischen Kilonovae begann dieses Objekt jedoch wieder aufzuhellen und zeigte Merkmale, die man eher mit Supernovae in Verbindung bringt – insbesondere das Vorhandensein von Wasserstoff. Dies veranlasste Astronomen, eine radikale Hypothese aufzustellen: Das beobachtete Ereignis könnte eine Kilonova innerhalb einer Supernova oder eine „Superkilonova“ sein.
Der vorgeschlagene Mechanismus
Die führende Theorie geht davon aus, dass ein Stern zunächst als Supernova explodierte und einen sich schnell drehenden Neutronenstern zurückließ. Dieser Neutronenstern zersplitterte dann und spaltete sich entweder in kleinere Sterne auf oder bildete eine rotierende Scheibe, die zu mehreren Neutronensternen verschmolz – ein Prozess, der der Planetenentstehung ähnelt. Die anschließende Kollision dieser kleineren Neutronensterne hätte die beobachtete Kilonova-Signatur erzeugt.
Verbleibende Unsicherheit
Nicht alle Forscher sind überzeugt. Ein zentrales Anliegen ist, ob das Gravitationswellensignal echt war oder einfach nur Rauschen von terrestrischen Quellen. LIGO führt weitere Analysen durch, um diese Möglichkeit auszuschließen. Darüber hinaus bleibt es eine Herausforderung, zu überprüfen, ob die Licht- und Gravitationswellensignale tatsächlich von demselben Ereignis stammen.
Wie der Astronom Cole Miller betont: „Sind die aktuellen Beweise so, dass Sie Ihr Haus verkaufen werden, um Tickets für [die Superkilonova-Theorie] zu kaufen? Nein.“ Die potenziellen Auswirkungen sind jedoch stark genug, um weitere Untersuchungen zu rechtfertigen.
Die Suche geht weiter
Um dieses Ereignis zu bestätigen, sind zusätzliche Beobachtungen erforderlich. Das Auffinden ähnlicher Ereignisse, insbesondere näher an der Erde, würde die Hypothese erheblich stärken. Aber diese Ereignisse sind außergewöhnlich selten; Bisher wurden nur zwei Kilonovae sowohl mit elektromagnetischen Wellen als auch mit Gravitationswellen beobachtet.
Trotz der Unsicherheit unterstreicht die aktuelle Entdeckung die Überraschungsfähigkeit des Universums. Die Seltenheit von Superkilonovae legt nahe, dass diese Ereignisse nicht typisch sind, ihre Existenz eröffnet jedoch neue Möglichkeiten zum Verständnis extremer astrophysikalischer Phänomene.
