Der Auswurfnebel der Supernova Cassiopeia A dehnt sich nicht gleichmäßig aus

Der innere Nebel der viel untersuchten Supernova Cassiopeia A bewegt sich nicht gleichmäßig nach außen. Dies wurde von Astronomen der Universitäten Amsterdam und Harvard entdeckt. Die Astronomen vermuten, dass die Überreste mit etwas kollidiert sind. Ihre Ergebnisse wurden zur Veröffentlichung angenommen in Das Astrophysikalische Journal.

Cassiopeia A ist der Überrest eines explodierten Sterns im Sternbild Cassiopeia, etwa 11.000 Lichtjahre von uns entfernt. Das Licht der Explosion sollte um 1670 zum ersten Mal die Erde erreicht haben. Um den Stern herum gab es jedoch zu viel Gas und Staub, als dass die Explosion mit bloßem Auge oder mit den damals sehr einfachen Teleskopen gesehen werden könnte. Der Cassiopeia-A-Explosionsnebel dehnt sich mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 4.000 bis 6.000 Kilometern pro Sekunde aus und hat eine Temperatur von etwa 30 Millionen Grad Celsius. Die Expansion findet höchstwahrscheinlich in Gas statt, das lange vor der Explosion vom Stern ausgeblasen wurde. Cassiopeia A hat jetzt einen Durchmesser von etwa 16 Lichtjahren.

19 Jahre Daten

Die Forscher unter der Leitung von Jacco Vink (Universität Amsterdam, Niederlande) analysierten 19 Jahre Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums. Dies ist ein amerikanischer Röntgensatellit mit holländischen Spektrometern, der die Erde auf einer hohen elliptischen Umlaufbahn umkreist.

Die Wissenschaftler beobachteten, dass sich auf der Westseite von Cassiopeia A die inneren Regionen des Explosionsnebels nicht ausdehnen, sondern sich nach innen bewegen. Die Forscher nahmen auch Messungen zur Beschleunigung oder Verzögerung der äußeren Stoßwelle vor. Diese äußere Stoßwelle beschleunigte sich im Westen, anstatt wie erwartet abzubremsen.

„Die Rückwärtsbewegung im Westen kann zweierlei bedeuten“, sagt Jacco Vink. „Entweder ist irgendwo ein Loch, eine Art Vakuum, im Supernova-Material, wodurch sich die heiße Hülle plötzlich lokal nach innen bewegt. Oder der Nebel ist mit etwas kollidiert.“ Aus den Modellen von Vink und seinen Kollegen geht eine Kollision am wahrscheinlichsten hervor. Die Computermodelle sagen voraus, dass der Stoß nach einem Aufprall zunächst an Geschwindigkeit abnimmt, dann aber beschleunigt. „Genau wie wir gemessen haben“, sagt Vink.

Italienische Gruppe

Das Kollisionsszenario war auch kürzlich von einer italienischen Gruppe untersucht mit denen Vink zusammenarbeitet. Sie vermuten, dass die Schockwelle mit einer Hülle aus Gaspartikeln kollidierte. Diese Hülle wäre entstanden, als der nicht explodierte Stern am Ende seines Lebens einen unregelmäßigen Wind aus Gaspartikeln weggeblasen hat.

Die Zusammenarbeit zwischen Vink und den Italienern kam nicht aus heiterem Himmel. Die italienische Gruppe arbeitete an vorläufigen Ergebnissen, die Vink 2019 auf einer Konferenz zeigte. „Als wir kürzlich eine Beschleunigung fanden und sie genau das in ihren Modellen vorhersagten, fielen die Puzzleteile zusammen“, sagt Vink.

Cassiopeia A hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Beispielsweise veröffentlichte der neue Röntgensatellit IXPE der NASA seine erstes Bild des explodierten Sterns Am Valentinstag. Und das James-Webb-Weltraumteleskop wird später in diesem Jahr seinen Infrarotblick auf die Supernova-Überreste richten.