Staub aus Sternexplosionen

Eisennadeln in Supernovae?

Staub spielt eine wichtige Rolle im Kosmos: Die winzigen Partikel auf Kohlenstoff- und Siliziumbasis helfen bei der Entstehung von Sternen, bilden die Grundlage für die Entstehung felsiger Planeten und damit auch für mögliche Lebensformen. Doch wo kommt der Staub her? Einem internationalen Team von Astronomen gelang es nun, Staub in der Umgebung des Supernova-Überrests Cassiopeia A nachzuweisen. Sternexplosionen produzieren demnach einen großen Teil des Staubs im Kosmos.
Überreste von Cassiopeia A:  Die weißen Linien stellen das polarisierte Signal von kaltem Staub (ca. -250°C) dar. Das rote Licht ist Infrarotlicht: Hier befindet sich heißer Staub (10°C). Die Gelbe Zone zeigt Gas von 10,000°C.

Überreste von Cassiopeia A: Die weißen Linien stellen das polarisierte Signal von kaltem Staub (ca. -250°C) dar. Das rote Licht ist Infrarotlicht: Hier befindet sich heißer Staub (10°C). Die Gelbe Zone zeigt Gas von 10,000°C.


Doch der von Loretta Dunne von der University of Nottingham in Großbritannien und ihren Kollegen aufgespürte Staub ist ungewöhnlich: Die von ihm ausgehende Strahlung ist stärker polarisiert, als es jemals bei Staubwolken in der Milchstraße beobachtet wurde. "Wir haben so etwas noch nie gesehen", staunt die Astronomin. "Vielleicht sind extreme Bedingungen in dem Supernova-Überrest für die Stärke der Polarisation verantwortlich. Oder die Staubkörner selbst sind extrem ungewöhnlich."
Unmittelbar nach dem Urknall gab es im Universum nur Wasserstoff und Helium, sowie geringe Spuren von Lithium. Alle schwereren Elemente sind erst später in Sternen entstanden. Staub könnte demnach in den Hüllen alternder Sterne entstehen und über ihren "Sternwind" ins All geblasen werden. Doch bereits im jungen Kosmos scheint es große Mengen an Staub gegeben zu haben. Hier kommen einzig massereiche Sterne als Produzenten infrage, die bereits nach wenigen Millionen Jahren als Supernova vergehen und so ihre Umgebung mit schwereren Elementen und Staub anreichern könnten.
Bislang gab es jedoch keine eindeutigen Beweise dafür, dass Supernova-Explosionen tatsächlich ausreichende Mengen an Staub freisetzen. Die Beobachtungen von Dunne und ihren Kollegen zeigen nun, dass zumindest bei der Explosion der Supernova Cassiopeia A große Mengen an Staub ins All befördert worden sind. Die Polarisation der Strahlung folgt dem Magnetfeld des Supernova-Überrests, für die Forscher ein Beleg dafür, dass der Staub tatsächlich zu Cassiopeia A gehört und sich nicht im Vorder- oder Hintergrund befindet. Allerdings leuchtet der Staub stärker und die Strahlung ist stärker polarisiert, als es Modellrechnungen erwarten lassen. Eine mögliche Erklärung wäre, so schreiben die Forscher in ihrem demnächst im Fachblatt "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" erscheinenden Bericht, dass es sich bei den Staubpartikeln um kleine Nadeln aus Graphit oder Eisen handelt.

Dr. Rainer Kayser ist Wissenschaftsjournalist in Hamburg

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