Supernova

Eine Supernova ist das schnell eintretende, helle Aufleuchten eines Sterns, der dabei millionen- bis milliardenfach heller wird, vergleichbar hell wie eine ganze Galaxie. Man unterscheidet historisch nach ihren Spektrallinien grob zwei Typen von Supernovä: Typ I (mit den Untergruppen Ia, Ib und Ic) und Typ II. Allerdings sind die Entwicklungen und Explosionsmechanismen der Typen II, Ib und Ic, wie man heute weiß, eng miteinander verwandt, während der Typ Ia ein gänzlich verschiedener Mechanismus ist.

Typ II

Eine Supernova vom Typ II tritt am Ende des Lebens eines Sterns auf, wenn er seinen Kernbrennstoff verbraucht hat. Durch das Ende der Kernfusion in seinem Inneren fällt der Gegendruck weg, der der Gravitation entgegenwirkt und der Stern kollabiert. Die aus der Gravitation freiwerdende Energie wird in Form von Neutrinos, elektromagnetischer Strahlung und Gravitationsstrahlung abgegeben. Die gleichzeitig auftretende Schockwelle treibt große Teile der Sternmaterie ins All und hinterlässt einen sich ausdehnenden Gasnebel.

Im Inneren bleibt, je nach Masse des Sterns, ein schwarzes Loch oder ein Neutronenstern zurück, ein Beispiel für einen Supernova-Überrest mit Neutronenstern ist z.B. der Crabnebel, Messier-Objekt M1 im Sternbild Taurus. Der Neutronenstern im Zentrum des Crabnebels trägt einen großen Teil des Drehimpulses des Sterns und dessen Magnetfeld in sich. Das im Raum rotierende Magnetfeld des Neutronensterns tritt mit dem Gasnebel in Wechselwirkung, dadurch entsteht ein Strahl von elektromagnetischer Strahlung, die wie der Leuchtkegel eines Leuchtturms in der Drehfrequenz des Neutronensterns aufblitzt. Einen solchen Himmelskörper nennt man Pulsar.

Typ Ib und Ic

Supernovae vom Typ Ib oder Ic sind ebenfalls Explosionen von Sternen am Ende ihrer reaktiven Zeit. Bei denen vom Typ Ib ist vor der Explosion die Wasserstoffhülle abgestoßen worden, so dass bei der Explosion keine Spektrallinien des Wasserstoff beobachtet werden. Der Explosions-Typ Ic tritt auf, wenn zusätzlich noch die Heliumhülle des Sterns abgestoßen wurde, so dass auch keine Spektrallinien des Heliums auftreten. Auch bei diesen Explosionen bleibt ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch zurück.

Typ Ia

Eine Supernova vom Typ Ia entsteht nur in Doppelsternsystemen, in dem der eine Stern ein Weißer Zwerg, der andere ein Hauptreihenstern ist. Der Weiße Zwerg akkretiert im Laufe der Zeit Gas von seinem Begleiter, bis seine Masse eine Kritische Grenze überschreitet. Die auftretende Supernova-Explosion ist immer innerhalb einer gewissen Stärke, da die kritische Masse sowie die Zusammensetzung des Weißen Zwerges konstant sind. Bei einer Explosion vom Typ Ia bleibt kein Himmelskörper übrig; die gesamte Masse wird in den Weltraum geschleudert.

Supernovae vom Typ Ia sind wichtig zur Entfernungsbestimmung im Weltall, da ihre absolute Helligkeit konstant ist.