Astronomen glauben, dass Supernova-Explosionen für große Sterne unvermeidlich sind. Einem großen Stern geht der Treibstoff aus, die Schwerkraft lässt seinen Kern kollabieren und BOOM! Forscher glauben jedoch seit langem, dass mindestens eine Art großer Sterne nicht in einer Supernova-Explosion endet. Bekannt als Wolf-Rayet-SterneEs wurde angenommen, dass sie im stillen Zusammenbruch ihres Kerns in ein Schwarzes Loch enden. Aber eine neue Entdeckung hat gezeigt, dass sie zu Supernovae werden können.
Wolf-Rayet-Sterne gehören zu den stärksten Sternen. Ihr Leben neigt sich dem Ende zu, aber anstatt einfach ihren Treibstoffvorrat zu erschöpfen und zu explodieren, stoßen sie ihre äußeren Schichten mit einem extrem starken Sternenwind heraus. Dadurch entsteht ein umgebender Nebel, reich an ionisiertem Helium, Kohlenstoff und Stickstoff, aber fast ohne Wasserstoff. Die Oberflächentemperatur des verbleibenden Sterns kann 200 K überschreiten, was sie zu den hellsten bekannten Sternen macht. Da der Großteil dieses Lichts im ultravioletten Bereich liegt, sind sie für das bloße Auge besonders hell.
Selbst wenn die äußeren Schichten eines Wolf-Rayet-Sterns verworfen werden, ist der Zentralstern immer noch viel massereicher als die Sonne. Daher ist davon auszugehen, dass seine Verwandlung in eine Supernova nur eine Frage der Zeit ist. Egal wie weit unten im Periodensystem die Fusion stattfindet, irgendwann wird der Brennstoff ausgehen, was zu einer Kernkollaps-Supernova führt. Aber wir können die Spektren von Elementen innerhalb einer Supernova sehen, und wir haben noch nie ein Spektrum gesehen, das einem Wolf-Rayet-Stern entspricht. Als die Entdeckung von Supernovae alltäglich wurde, begannen sich einige Astronomen zu fragen, ob Sterne vom Wolf-Rayet-Typ leise sterben würden.
Die Idee war, dass sie genug von den äußeren Schichten abwerfen, damit der verbleibende Kern schließlich direkt in das Schwarze Loch fällt. Das heißt, es besteht keine Notwendigkeit für eine riesige Explosion, es ist einfach der stille Tod eines massereichen Sterns. Die neueste Studie deutet darauf hin, dass zumindest einige Wolf-Rayet-Sterne tatsächlich zur Supernova werden. Ein Forscherteam untersuchte das Spektrum einer Supernova namens SN 2019hgp, die von der Zwicky Transient Facility (ZTF) entdeckt wurde.
Es gab helles Emissionslicht im Supernova-Spektrum, was auf das Vorhandensein von Kohlenstoff, Sauerstoff und Neon hinweist, aber nicht auf Wasserstoff oder Helium. Bei genauerer Untersuchung der Daten entdeckte das Team, dass diese speziellen Emissionslinien direkt von den Elementen der Supernova verursacht wurden. Stattdessen waren sie Teil eines Nebels, der sich mit mehr als 1500 km/s vom Stern weg ausdehnte.
Mit anderen Worten, bevor die Supernova auftrat, war der Vorläuferstern von einem Nebel umgeben, der reich an Kohlenstoff, Stickstoff und Neon war, aber ohne die leichteren Elemente Wasserstoff und Helium. Die Ausdehnung des Nebels soll unter dem Einfluss eines starken Sternwinds stattgefunden haben. Dies passt sehr gut zur Struktur eines Wolf-Rayet-Sterns. Somit scheint SN 2019hgp das erste Beispiel einer Wolf-Rayet-Supernova zu sein. Seitdem wurden weitere ähnliche Supernovae entdeckt.
Da diese Supernova anhand der Spektren des umgebenden Nebels identifiziert wurde, ist nicht klar, ob die Explosion eine einfache Supernova war oder ob es sich um einen komplexeren Hybridprozess handelte, bei dem die obere Schicht des Sterns explodierte und der Kern zu einem Schwarz zusammenbrach Loch. Weitere Beobachtungen sind erforderlich, um die Details zu bestimmen. Klar ist, dass zumindest einige Sterne vom Wolf-Rayet-Typ nicht ruhig in die Nacht gehen.
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