Supernovae als Materieproduzenten

07.01.2008 - Astronomen haben handfeste Beweise dafür gefunden, das der erste Staub des Universums – dem himmlischen Stoff der für die Bildung von nachfolgenden Generationen an Sternen und Planeten unerlässlich war – in den Explosionen massiver Sterne geschmiedet wurde.

Zwar ist die Tatsache schon lange allgemein akzeptiert, doch gab es auch skeptische Stimmen ob eine so große Fülle an Staub, für unser heutiges beobachtbares Universum, allein durch Supernova Explosionen entstanden sein kann und dank des Spitzers Weltraumteleskop, können die Wissenschaftler dies klar mit Ja beantworten.

Spitzers empfindsame Infrarot Detektoren haben nämlich die Äquivalenz von 10.000 Erdenmassen im Ausstoß des guten bekannten Supernova Überrests Cassiopeia A gefunden.

„Nun können wir eindeutig sagen, dass der Staub – und sehr viel davon – im Auswurf der Cassiopeia A Explosion geformt wurde. Dieses Ergebnis war möglich, weil Cassiopeia A in unserer eigenen Galaxie liegt und somit nah genug für detaillierte Studien ist“ sagt Jeonghee Rho vom California Institute of Technology in Pasadena.

Weltraumstaub ist überall im Kosmos zu finden und kann selbst im frühen Universum beobachtet werden. Sich entwickelnde Sterne benötigen den Staub um abzukühlen, zu kollabieren und letztendlich zu zünden, wobei allerdings auch Planeten und Lebewesen auf diesen kosmischen Staub angewiesen sind.

Im benachbarten Universum werden große Mengen Staub von sterbenden sonnenähnlichen Sternen freigesetzt aber im jungen Universum gab es keine sonnenähnlichen Sterne, sondern nur Riesensterne mit einer kurzen Lebensspanne.

Dies waren die Quellen der Supernovae. Diese gewaltigen Explosionen ereignen sich, wenn ein massereicher Stern stirbt. Interessanterweise geht man davon aus, dass diese ersten Sterne, auch Population III genannt, zwar große Mengen an Staub produzierten sich selbst aber ohne Staub geformt haben.

Doch die Supernovae waren nicht die einzigen Quellen, denn erst vor kurzem wurde enthüllt das hochenergetische Schwarze Löcher, besser bekannt unter der Bezeichnung Quasare, auch ihren Teil dazu beigetragen haben.

Cassiopeia A ist über 11.000 Lichtjahre von uns entfernt und dank der Analyse des Infrarotlichtes in Spitzers Spektrografen konnte die chemische Signatur aufgeschlüsselt werden. „Weil Spitzer sehr empfindlich auf Staub reagiert, waren wir in der Lage eine hoch auflösende Karte des Staubs in der gesamten Struktur zu machen“ so Rho.

Diese Karte enthüllt dabei die Quantität, Position und Zusammensetzung des Staubs im Supernova Überrest, welcher Protosilikate, Silizimdioxid, Eisenoxide, Kokkolith, Kohlenstoff, Aluminiuoxide und andere Komponenten enthält.

Der Staub bildet sich dabei nach Meinung der Forscher, wenn das heiße Plasma des Sterns das ausgestoßen wird einige hundert Tage nach der Explosion abkühlt. Doch ein Problem bleibt, woraus hat sich die erste Sterngeneration gebildet und wie hoch ist der Anteil des Staubs, der zum Beispiel durch Strahlung zerstört wird?

„Vielleicht ist der ungeklärte Teil kalter Staub, der von der kommenden Teleskopgeneration, wie Herschel, beobachtet werden kann“ sagt Haley Gomez von der University of Wales in Cardiff.