Kepler-Satellit sah extra-schneller Supernova zu

Das ist nach Ansicht ihrer Beobachter das einzige plausible Szenario für den rasanten Ablauf der Sternexplosion KSN2015K, die der Satellit Kepler 'versehentlich' verfolgt hatte: Ein massereicher Stern umgibt sich erst mit einem dichten Kokon (1), explodiert dann (2) und lässt die alte Hülle schlagartig aufglühen (3) - zehnmal schneller als sonst beobachtet. [NASA, ESA, and A. Feild (STScI)]

Der NASA-Satellit Kepler, eigentlich auf der Suche nach Exoplaneten in der Milchstraße, hat 2015 durch Zufall auch eine exotische Sternexplosion in einer anderen Galaxie verfolgt, mit der ihm eigenen hohen Bildrate so detailliert wie noch bei keinem anderen dieser seltenen „Fast-Evolving Luminous Transients„: Diese besonderen Supernovae zeichnen sich durch rasante Lichtkurven aus, und dank Kepler könnten sie nun verstanden sein.

Das Messprinzip des Satelliten Kepler – dem in wenigen Monaten der Treibstoff für die Lageregelung ausgehen wird – ist die präzise Helligkeitsmessung zehntausender Sterne in einem großen Gesichtsfeld gleichzeitig: So hat er über die Jahre mehrere tausend Planeten fremder Sterne gefunden, die vor deren Scheibchen her ziehen und leichte Helligkeitseinbrüche verursachen. Aber stellare Objekte in Keplers Feld – erst fix auf den Schwan ausgerichtet, später infolge technischer Probleme immer wieder in andere Richtungen – können noch aus vielen anderen Gründen dunkler aber auch heller werden: Keplers Software sieht alles, und so ist nebenher ein immenser Katalog von zum Teil absonderlichen Lichtkurven zustande gekommen, der erst allmählich gesichtet und ausgewertet wird. So auch im Fall von KSN2015K, einer Sternexplosion in einer namenlosen fernen Spiralgalaxie (Lichtlaufzeit zur Erde etwa 1,3 Milliarden Jahre), die Kepler 2015 viele Male im 30-Minuten-Takt quasi als Beifang aufgenommen hatte, die erst 2016 überhaupt in der Datenflut entdeckt wurde, und zu der erst jetzt die erste wissenschaftliche Arbeit erschienen ist.

Die Lichtkurve der SN KSN2015K nach Messungen des Kepler-Satelliten im Vergleich zu anderen Sternexplosionen: die Absolut-Helligkeit gegen Tage bezogen auf das Maximum. Die schwarze Kurve ist eine Modellrechnung nach dem obigen Kokon-Modell mit ‚circumstellar material‘ (CSM). [Rest et al.]

KSN2015K brauchte nur 2,2 Tage, um ihre maximale Helligkeit zu erreichen, und war nur 6,8 Tage lang mindestens halb so hell: beides extrem schnell im Vergleich zu typischen Supernova-Explosionen. Das weist sie als – extremen – Fall eines Fast-Evolving Luminous Transients (FELTs) aus, einer Klasse ebenso heller wie schneller Sternexplosionen mit nur einer Handvoll Vertretern, deren Natur umstritten war. Die Beobachter von KSN2015K haben zahlreiche denkbare Modelle geprüft, aber keines konnte den Helligkeitsverlauf gut nachvollziehen. Erst ein Szenario mit einem massereichen Stern, der in seiner Spätphase viel Gas in den Raum abgibt und sich regelrecht mit einem Kokon einhüllt, funktioniert zwanglos. Der Stern darin kollabiert dann bald wie bei einer typischen Supernova, und wenn die Explosionsfront durch den Kokon schlägt, lässt ihre kinetische Energie die Helligkeit rapide ansteigen. Und sie fällt danach auch wieder schnell, weil es keine radioaktive Nachheizung gibt, die viele Supernovae noch lange strahlen lässt, und auch keine Energienachlieferung durch ein zurück gebliebenes Zentralobjekt. Fazit: Um den frühen Verlauf von Sternexplosionen präzise zu beobachten, braucht es entweder einen Amateurastronomen – oder einen Exoplanetenjäger im Nebenjob.

LINKS:
HST Release mit Originalarbeit: http://hubblesite.org/news_release/news/2018-18
Univ. of Notre Dame Release: https://news.nd.edu/news/supernova-may-have-burped-before-exploding
Australia Nat’l. Univ. Release: http://www.anu.edu.au/news/all-news/astronomers-witness-death-throes-of-a-cocooned-star