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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Supernovae: Kosmischer Entfernungsmesser kalibriert |
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Das berichtet ein Team um Wolfgang Hillebrandt vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching.
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"A Common Explosion Mechanism for Type Ia Supernovae" von P.A. Mazzali et al. ist in "Science" (Bd. 315, S. 825; doi: 10.1126/science.1136259). |
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 Science |
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Gewaltsames Ende |
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Am Ende eines Sternenlebens, wenn der Stern schwer genug geworden ist, steht eine gewaltige Explosion - die Supernova. Für einige Wochen erscheint eine Supernova fast so hell wie eine ganze Galaxie mit Milliarden von Sternen. Die hellsten dieser Supernovae bezeichnen Astrophysiker als Typ Ia.
Ihre gemessene scheinbare Helligkeit auf der Erde ist ein Maß für ihren Abstand zu uns. Hier gilt die Regel: Je heller, desto näher - je schwächer das Lichtsignal, desto weiter weg. Supernovae sind also gewissermaßen Eichmarken in den Weiten des Weltalls, Astronomen bezeichnen solche kosmischen Bezugspunkte auch als "Standardkerzen" bzw. "standard candels".
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Lichtblitz am Himmel
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Bild oben: Der Pfeil zeigt auf die Supernova 2002bo, die Explosion eines weißen Zwergsterns in der Galaxie NGC 3190 im Sternbild Löwe - 60 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
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Unsichere Messungen |
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Doch dabei gibt es mehrere Unsicherheitsfaktoren. "Die Frage ist immer noch: Wie gut sind Supernovae eigentlich als Entfernungsmaß geeignet?", erklärt Wolfgang Hillebrandt: "Beispielsweise beruht die Erkenntnis, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt, zu einem großen Teil auf Beobachtungen von Supernovae."
Bisher wusste man, dass etwa Typ-Ia-Supernovae relativ ähnlich sind. Wie ähnlich, war jedoch nicht klar. Abschätzungen von Entfernungen im Weltall waren daher zunächst mit einem Fehlerfaktor von 30 bis 40 Prozent behaftet - zu viel für echte Präzisionsmessungen.
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Erste Fehlerkorrektur |
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Später erkannte man, dass helle und weniger helle Supernovae unterschiedliche Lichtkurven besitzen: Der zeitliche Verlauf, den die Helligkeit einer Supernovae nimmt, ist nicht immer gleich.
Aufgrund dieser Erkenntnis konnte man den Fehler bei Entfernungsmessungen bis auf 15 Prozent reduzieren, erzählt Hillebrandt im Gespräch mit science.ORF.at. Ob und warum die Lichtkurven-Regel allgemein gilt, wusste man allerdings nicht.
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Nickel macht die Sterne hell |
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Und genau diese Frage klärten nun die deutschen und italienischen Astronomen: Sie kamen zu dem Schluss, dass die Explosionsenergie der Typ-Ia-Supernovae tatsächlich nahezu gleich ist - sie entspricht der Fusionsenergie, die ein weißer Zwergstern von etwa dem anderthalbfachen der Masse der Sonne erbrüten kann.
Die Mengen an radioaktivem Nickel und mittelschweren chemischen Elementen wie Silizium schwanken dagegen von Supernova zu Supernova und sind für ihre Helligkeitsunterschiede verantwortlich. Eine Sternenexplosion leuchtet nämlich umso heller, je mehr Nickel sie enthält.
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Ziel: Licht ins Dunkel bringen |
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"Unsere Ergebnisse liefern nun eine solide Grundlage dafür, dass wir Supernovae als kosmische Entfernungsmesser nutzen können", sagt Wolfgang Hillebrandt. Anders ausgedrückt: Die kosmischen Standardkerzen wurden nun erstmals befriedigend kalibriert.
Damit wollen die Forscher ihre Messfehler nun bis auf fünf Prozent drücken. Das Langzeitziel dieser Bemühungen: Die Erforschung der mysteriösen Dunkle Energie. Diese ist nach allgemeiner Ansicht für die beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich. Um diesen Prozess verstehen zu können, braucht man zunächst eines: präzise Messungen von Entfernungen.
[science.ORF.at/MPG, 9.2.07]
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01.01.2010 |
