SN 1957D in der Galaxie M83: Junger Supernova-Überrest emittiert auch Röntgenstrahlung

Vor über 50 Jahren wurde eine Supernova in der 15 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Spiralgalaxie M83 entdeckt. Astronomen haben das Chandra X-ray Observatory der NASA verwendet, um den ersten Nachweis von Röntgenstrahlen zu erbringen, die von dem Überrest dieser Explosion emittiert wurden.

Als SN 1957D bezeichnet (weil es die vierte Supernova war, die im Jahr 1957 entdeckt wurde), ist sie eine von wenigen Supernovae außerhalb der Milchstraße, die noch Jahrzehnte nach ihrer Entdeckung in Radio- und in optischen Wellenlängen feststellbar ist. Im Jahr 1981 sahen Astronomen den Überrest des explodierten Sterns im Radiowellenbereich und 1987 registrierten sie den Überrest in optischen Wellenlängen – viele Jahre, nachdem das Licht der Explosion selbst nicht mehr zu beobachten war.

Eine relativ kurze Beobachtung – etwa 14 Stunden lang – mit dem Chandra X-ray Observatory in den Jahren 2000 und 2001 registrierte keinerlei Röntgenstrahlen von dem Überrest der Supernova SN 1957D. Eine deutlich längere Beobachtung von insgesamt fast 8,5 Tagen, die 2010 und 2011 durchgeführt wurde, offenbarte allerdings das Vorhandensein von Röntgenemissionen. Die Röntgenhelligkeit in den Jahren 2000 und 2001 war gleich hoch oder geringer als auf dieser Aufnahme.

Dieses neue Chandra-Bild von M83 ist eine der tiefsten Röntgenbeobachtungen, die jemals von einer anderen Spiralgalaxie außer der Milchstraße gemacht wurden. Die volle Ansicht der Spiralgalaxie zeigt die von Chandra beobachteten nieder-, mittel- und hochenergetischen Röntgenstrahlen in rot, grün und blau. Die Position von SN 1957D an der inneren Kante des Spiralarms etwas oberhalb des Zentrums der Galaxie ist in dem Quadrat hervorgehoben.

Die neuen Röntgendaten des Überrests von SN 1957D liefern wichtige Informationen über die Natur dieser Explosion, von der Astronomen denken, dass sie passierte, als ein massereicher Stern seinen Brennstoff aufgebraucht hatte und kollabierte. Die Verteilung der Röntgenenergie spricht dafür, dass SN1957D einen Neutronenstern enthält – einen schnell rotierenden, dichten Stern, der sich bildete, als der Kern des Vorläufersterns kollabierte. Dieser Neutronenstern – ein Pulsar – könnte einen Kokon aus geladenen Teilchen produzieren, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen. Dies ist als Pulsarwindnebel bekannt.

Wenn diese Interpretation bestätigt wird, ist der Pulsar in SN 1957D etwa 55 Jahre alt und damit einer der jüngsten jemals beobachteten Pulsare. Der Überrest der Supernova SN 1979C in der Galaxie M100 enthält einen anderen Kandidaten für den jüngsten Pulsar, aber Astronomen sind noch unsicher, ob sich im Zentrum von SN 1979C ein Schwarzes Loch oder ein Pulsar befindet.

Eine Aufnahme des Hubble Space Telescope (das „optical Close-Up“ oben im Bild) zeigt, dass die Trümmer der Explosion, die den Überrest SN 1957D erzeugte, am Rande eines weniger als zehn Millionen Jahre alten Sternhaufens liegen. Man schätzt, dass viele dieser Sterne etwa die 17-fache Sonnenmasse besitzen. Das ist genau die richtige Masse, damit die Entwicklung eines Sterns in einer Kernkollaps-Supernova endet, was vermutlich bei SN 1957D der Fall war.

Allgemeine Informationen über SN 1957D in der Galaxie M83. (NASA / CXC / A. Hobart)

Die Ergebnisse werden in einer kommenden Ausgabe des The Astrophysical Journal erscheinen. Die an dieser Studie beteiligten Forscher waren Knox Long (Space Telescope Science Institute), William Blair (Johns Hopkins University), Leith Godfrey (Curtain University, Australien), Kip Kuntz (Johns Hopkins University), Paul Plucinsky (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Roberto Soria (Curtain University), Christopher Stockdale (University of Oklahoma und Australian Astronomical Observatory), Bradley Whitmore (Space Telescope Science Institute) und Frank Winkler (Middlebury College).

Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville (Alabama) leitet das Chandra-Programm für das Science Mission Directorate in Washington. Das Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert Chandras Wissenschafts- und Flugoperationen von Cambridge (Massachusetts) aus.

Quelle: http://www.chandra.harvard.edu/photo/2012/m83sn/

(THK)