Frühe Lichtkurve der Supernova 2014J

2-02_SN2014J-Lichtkurve_g — Die ungefilterte CCD-Lichtkurve der Supernova 2014J vor und kurz nach ihrer späten Entdeckung, anhand von Bildern des professionellen Katzman Automatic Imaging Telescope und des japanischen Amateurastronomen Koichi Itagaki: Wäre sie dem erwarteten quadratischen Gesetz gefolgt, hätten beide sie noch früher erwischen müssen, aber da war nichts (Dreiecke = Obergrenzen) – die anfängliche Lichtkurve muss viel steiler verlaufen sein. [Zheng et al.]

Supernovae des Typs Ia sind thermonukleare Explosionen einen Weißen Zwergs, dem ein – hier einmal nicht interessierender – Prozess zu viel zusätzliche Masse zugeführt hat: Er verwandelt sich in einen extrem heißen Feuerball, der sich rasant, aber gleichmäßig ausdehnt. Deswegen, so stellen es sich die Theoretiker vor, steigt die Helligkeit in den ersten Tagen quadratisch – mit der wachsenden Fläche des Feuerballs – an, bevor andere Prozesse zu dominieren beginnen. Doch diese Vorstellung ist möglicherweise in einigen oder gar den meisten Fällen falsch: Bereits bei der besonders gut beobachteten SN 2013dy passte das quadratische Gesetz nicht – und die aktuelle SN 2014J in Messier 82 (ihrem Spektrum nach eine völlig typische Ia-Supernova, wenn auch stark durch Vordergrundstaub gerötet) hat sich ebenfalls nicht daran gehalten. Zwar wurde diese Supernova erst sehr spät entdeckt, eine Peinlichkeit, der sich die Astronomen durchaus bewusst sind: Die chaotische Struktur dieser Starburst-Galaxie irritierte automatische Analysesysteme.

Zum Glück werden aber deren Bilder archiviert, und so gibt es von der ersten Woche der SN 2014J gleich zwei dichte Zeitreihen: vom Teleskop KAIT der Lick Observatory Supernova Search und von einem japanischen Amateurastronomen, der die Galaxie sogar täglich fotografierte (jedoch die Supernova auch konsequent übersah).

Die beiden breitbandigen Kurven im sichtbaren Licht passen perfekt zusammen und sie widerlegen dramatisch das quadratische Gesetz! Die Helligkeit der Supernova, deren Ausbruch jetzt auf den 14. Januar gegen 18:00 UTC eingegrenzt werden kann, muss danach anfangs mit mindestens vier Größenklassen pro Tag heller geworden sein. Kurz vor der ersten Aufnahme, die sie zeigt (von Itagaki), hatte sich der Helligkeitsanstieg verlangsamt, erfolgte aber immer noch etwas schneller als quadratisch. Der Verdacht drängt sich auf, dass solch ein Knick in der Lichtkurve oft vorkommt aber mangels dichter Abdeckung der Lichtkurve meist übersehen wird und das vermeintliche Quadrat-Gesetz eine Illusion ist; eine physikalische Erklärung für den deutlich komplexeren Helligkeitsverlauf steht noch aus.

Daniel Fischer

Originalarbeit: