Das Gemini North-Teleskop, eine Hälfte des vom NOIRLab der NSF betriebenen Internationalen Gemini-Observatoriums, ist buchstäblich mit einem Paukenschlag aus einer siebenmonatigen Pause zurückgekehrt, da es die spektakulären Nachwirkungen einer Supernova eingefangen hat, eines massereichen Sterns, der im großen, frontale, spiralförmige Windradgalaxie (Messier 101). Die Supernova mit dem Namen SN 2023ixf (unten links) wurde am 19. Mai vom Amateurastronomen Koichi Itagaki entdeckt.
Seit seiner Entdeckung haben Beobachter auf der ganzen Welt ihre Teleskope auf Messier 101 gerichtet, um einen Blick auf den Lichtausbruch zu werfen. In den kommenden Monaten wird Gemini North es Astronomen ermöglichen, zu untersuchen, wie das Licht der Supernova verblasst und wie sich ihr Spektrum im Laufe der Zeit entwickelt, um Astronomen dabei zu helfen, die Physik solcher Explosionen besser zu verstehen.
Das Erscheinen von SN 2023ixf ist ein eher glücklicher Zufall für das Gemini North-Teleskop, dessen Hauptspiegel repariert und neu beschichtet wurde, nachdem es Ende 2022 beschädigt wurde. Der Schaden beschränkte sich auf einen kleinen Bereich außerhalb des Lichtsammelbereichs des Teleskops Spiegel. Dennoch wurden die Reparaturen sorgfältig geplant und durchgeführt, um sicherzustellen, dass Gemini North sicher zum Normalbetrieb zurückkehren konnte. Dieser Prozess dauerte etwa sieben Monate und im Mai 2023 wurde der Spiegel neu beschichtet und neu installiert, und die Steuerungssysteme wurden eingeschaltet und getestet.
Dass die Spiegelreparatur erfolgreich war, zeigt dieses atemberaubende Bild von Messier 101 und SN 2023ixf. Gemini North ist mit seinem 8-Meter-Spiegel und seinen außergewöhnlichen spektroskopischen Fähigkeiten nicht nur ein leistungsstarkes Entdeckungsinstrument, sondern befindet sich auch an einem erstklassigen Aussichtspunkt auf der Nordhalbkugel, auf Maunakea in Hawaii, und bietet einen außergewöhnlichen Blick auf Messier 101 .
Die Pinwheel-Galaxie befindet sich etwa 21 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbildes Ursa Major und ist eine der am häufigsten fotografierten Galaxien am Nachthimmel. Seine frontale Ausrichtung zur Erde bietet einen makellosen Blick auf seinen Durchmesser von 170.000 Lichtjahren und ermöglicht es Beobachtern, seine fast eine Billion Sterne zu bestaunen. Überall in seinen wirbelnden Spiralarmen sind große Regionen sternbildender Nebel gesprenkelt, die durch die leuchtenden rosa Lichttaschen angezeigt werden. Auch junge, heiße, blaue Sterne bevölkern die Galaxie, durchzogen von dunklen Staubbahnen, die dabei helfen, die neu entstandenen Sterne mit Energie zu versorgen.
Im Bild oben, das mit Hilfe des DRAGONS-Softwaresystems verarbeitet wurde, ist SN 2023ixf in einem der Spiralarme der Galaxie als außergewöhnlich heller blauer Stern zu erkennen. Folgebeobachtungen von SN 2023ixf durch Amateur- und Profiastronomen deuten darauf hin, dass es sich um eine Typ-II-Supernova handelt. Dies ist die nächstgelegene Supernova, die in den letzten fünf Jahren entdeckt wurde, und die zweite Supernova, die in Messier 101 innerhalb der letzten 15 Jahre auftrat, nach einer Supernova vom Typ I, die 2011 beobachtet wurde.
Eine Supernova vom Typ II entsteht, wenn einem massereichen Stern mit der 8- bis 50-fachen Sonnenmasse der Kernbrennstoff ausgeht, er in sich zusammenfällt und in einer heftigen Eruption von Energie und Materie explodiert. Typischerweise werden diese Ereignisse in den Armen von Spiralgalaxien beobachtet, wo es Populationen junger, massereicher Sterne gibt, die für das Auftreten einer Supernova vom Typ II erforderlich sind. Beim Kollaps des Sterns bricht der äußere Kern unter der Schwerkraft mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von bis zu 250 Millionen Kilometern pro Stunde oder 23 % der Lichtgeschwindigkeit nach innen ein. In einem schnellen Ausbruch von zehn Sekunden setzt die Explosion etwa so viel Energie frei, wie die Sonne während ihrer gesamten Lebensdauer von 10 Milliarden Jahren produziert.
Die Beobachtung von Supernovae vom Typ II bietet Astronomen Einblicke in die Entwicklung massereicher Sterne und die Mechanismen, durch die sie sterben. Und die relativ große Nähe von SN 2023ixf macht das Ereignis für Astronomen noch wertvoller. Zum Gedenken an die Eröffnung von Gemini North zum ersten Mal seit sieben Monaten ist SN 2023ixf ein wirklich hervorragendes Gelegenheitsziel.
Der Schaden an der Spiegelkante ist auf der anderen Seite links zu erkennen. Der Abschnitt liegt außerhalb des Bereichs, in dem Licht für Beobachtungen gesammelt wird. Bildnachweis: International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / J. Pollard
Diese Supernova ist ein Paradebeispiel für die Arten von Entdeckungen, die das Vera C. Rubin-Observatorium machen wird, wenn es im Jahr 2025 online geht. Rubins leistungsstarke Kamera und beispiellose Scanfähigkeit werden es ihm ermöglichen, Supernovae und andere vorübergehende Ereignisse in der Welt schnell zu erkennen und abzubilden dynamischer Himmel. Andere leistungsstarke Teleskope, wie die des International Gemini Observatory, werden dann Folgebeobachtungen durchführen, um den Ursprung und die Entwicklung dieser Ereignisse zu untersuchen.
„Die erfolgreiche Reparatur des Gemini North-Spiegels war eine großartige Teamleistung für NOIRLab und unsere Auftragnehmer bei Safran-Reosc. Viele verschiedene Gruppen im gesamten NOIRLab haben zusammengearbeitet, um diese schwierige Situation zu lösen“, sagte Jennifer Lotz, Direktorin des International Gemini Observatory. „Gemini/NOIRLab dankt dem Spiegelreparaturteam, Safran-Reosc, dem unabhängigen Prüfungsausschuss und allen Mitarbeitern, die an dieser anspruchsvollen Übung beteiligt waren.“
„Diese neuen Beobachtungen veranschaulichen die erstaunlichen Fähigkeiten des gesamten International Gemini Observatory und die entscheidende Rolle, die die beiden Teleskope in der zukünftigen astronomischen Forschung spielen werden“, sagte NOIRLab-Direktor Patrick McCarthy.