Amateur schaute Supernova beim Explodieren zu – das gelang noch nie
Die Spiralgalaxie NGC 613 mit der Supernova SN 2016gkg auf einem Bild des Las Campanas Observatory in Chile - Tage nach der Explosion im September 2016, die nur ein Amateurastronom direkt verfolgt hatte. [C. Kilpatrick, UC Santa Cruz and Carnegie Institution for Science]
Es geschah bereits im September 2016, aber erst jetzt wird im Detail darüber berichtet: Beim Testen einer Kamera an einem 40-cm-Teleskop war der argentinische Amateurastronom Víctor Buso direkt dabei, als in der Galaxie NGC 613 im Sculptor eine Supernova des Typs IIb ausbrach, also ein massereicher Stern kollabierte. Das erste Aufleuchten der SN 2016gkg, als der Schock aus der Hülle des Stern herausbrach, ist in einer langen Serie kurzer Aufnahmen festgehalten, die nun zum besseren Verständnis dieser kosmischen Explosionen beitragen: Diese allerersten Momente einer Supernova waren noch nie beobachtet worden.
Der Beginn der Supernova, in Bildern des Amateurastronomen in Argentinien, mit Zeitmarken am 20. September 2016 in UTC. Das erste Bild vor der Explosion ist eine Summe aus 40, die anderen sind jeweils Summen aus 5 oder 6 – Photometrie daraus erscheint als blaue Diamanten in der Lichtkurve unten. [V. Buso]Auf den ersten Bildern Busos mit einem 40-cm-Newton war noch nichts zu sehen, dann machte er 45 Minuten Pause – und als er wieder fotografierte, war da eine neue Quelle mit anfangs etwa 19,0 mag., die aber mit 1,7 Größenklassen pro Stunde heller wurde. Die Einzelbelichtungen waren nur 20 Sekunden lang (da Busos Sternwarte mitten in der Millionenstadt Rosario steht, die den Himmel stark aufhellt) und sind daher sehr verrauscht: Für die Auswertung wurden jeweils mehrere Bilder aufaddiert und dann die Helligkeit bestimmt. Extrapoliert man die enorme Steigerung zurück bis auf die 24 mag. des 5-Sonnenmassen-Sterns, der da mutmaßlich explodierte und auf alten Hubble-Aufnahmen zu sehen ist, folgt ein Zeitpunkt des Beginns der Supernova mit dem Kernkollaps zwischen 2:50 und 5:35 UTC: eine der präzisesten Zeitangaben für eine solche Sternexplosion. Da Buso sie sofort entdeckte und umgehend die Fachwelt alarmierte, begannen bereits nach weniger als einem Tag intensive Beobachtungen mit größeren Teleskopen in vielen Wellenlängen, so dass auch die weitere Lichtkurve gut abgedeckt ist.
Die verschiedenen Phasen der SN 2016gkg im Lauf der (logarithmisch aufgetragenen) Zeit: Eingezeichnet sind, sofern nicht anders angebenen, V-Helligkeiten – ganz links der von V. Buso beobachtete Moment der Explosion. [M. C. Bersten et al.]Insbesondere das erste Maximum – hier strahlt die Explosionswolke drei Tage lang während des Abkühlens – ist dank der raschen Entdeckung so gut beobachtet worden wie nur selten. An die kombinierte Lichtkurve ist hier ein hydrodynamisches Modell angepasst, das Busos Phase mit dem ausbrechenden Schock, die Kühlphase und eine viel spätere dritte durch radioaktive Heizung gut beschreibt. Es handelte sich demnach um eine ziemlich normale Kernkollaps-Supernova – und außer dem Schock-Ausbruch gibt es keine plausible Erklärung für den steilen Helligkeitsanstieg auf Busos Bildern. Im Röntgen- und UV-Bereich sollte er wesentlich heller sein, aber ein schwächeres Signal im Optischen wird auch vorhergesagt: Nun ist es also zum ersten Mal gesehen worden (und fordert zu noch besserer Modellierung heraus, denn es sollte eigentlich noch steiler sein). Dass dies durch Zufall einem Amateurastronomen gelang, ist dabei kein Wunder: Es gibt einfach zu viele Galaxien am Himmel, als dass bisherige Himmelsüberwachungen der Profiastronomie eine große Chance hatten, solch ein rasantes Ereignis zu erwischen. Bald sollte sich das aber ändern, wenn die Zwicky Transient Facility ab diesem Frühjahr und erst recht später das Large Synoptic Survey Telescope pausenlos und empfindlich den Himmel abtasten werden.
