Kann man irgendwie von der Erde aus sehen wie ein Stern explodiert?()()(( (Sterne)

5 Antworten

Hallo Carlo124!

Die Explosion eines sehr massereichen Sterns am Ende seiner Lebenszeit, bezeichnet man in der Astrophysik als Supernova. Supernovae (der Plural) sind mit die spektakulärsten Ereignisse, die es im gesamten Kosmos überhaupt gibt. Die Energiemengen, die bei einer SN freiwerden, sprengen jede menschliche Vorstellungskraft, und trotzdem sind uns diese rätselhaften, mystischen Phänomene physikalisch schon längst zugänglich!

Es gibt grundsätzlich zwei Mechanismen, nach denen ein Stern zur Supernova werden kann. Wir nehmen den Normalfall an, unser Ausgangspunkt ist damit ein massereicher Stern der Spektraklasse B mit mindestens 8 Sonnenmassen und einer Oberflächentemperatur von über 20 000 °C! Wie jeder andere Stern auch, vollzieht dieser Geselle im Kern seine Fusionsprozesse, in Abhängigkeit von den stellaren Zustandsgrößen hinsichtlich Druck, Dichte und Temperatur.

Doch der Brennstoff eines Sterns, ist aus Gründen seiner Masse zeitlich begrenzt! Ohne die weitere Entwicklung im Detail zu verfolgen, sehen wir, wie unser Hauptreihenstern über instabile Pulsationsphasen zu einem Überriesen anwächst. Fortan prägen große Massenverluste, und strahlungsgetriebene Winde das Dasein dieses Körpers. Im Innern des Sterns, hat sich bereits ein Neutronenstern gebildet (durch Einwirkung des inversen Beta-Zerfalls auf den vorhandenen Eisenkern).

Die äußeren Hüllen des Sterns, fusionieren ihre Elemente weiter, während im "Herzen" des Sterns schon lange Schluss ist. Die außenliegenden Plasmaschichten knallen nun mit einer immensen Geschwindigkeit auf den Neutronenkern, schnellen mit den dabei entstehenden sogenannten Neutrinos zurück, bis das Plasma schließlich so erhitzt wird, dass der Stern in einer Supernova vom Typ II zerfetzt wird!

Zugegeben, war das eine mehr als einfache Erklärung für die Typ II-Supernovae, die wir in unserer und anderen Galaxien immer wieder beobachten können. Kurzzeitig überstrahlt ein solches Ereignis sogar eine ganze Galaxie, und ist damit heller als 200 Milliarden Sonnen!!! Unter der Berücksichtigung dieses Aspekts, wird schnell ersichtlich, dass Supernovae aufgrund ihrer unfassbaren Leuchtkraft auch noch über seeeehr große kosmologische Distanzen aufgespürt werden können. Und dann sind wir schon bei deiner Frage!

Kann man von der Erde aus, einen Stern beim Explodieren sehen?

Die Antwort ist: Jain! Das ganze ist ein bisschen kompliziert, die meisten Sachen müssten sich aber bereits im Dialog zwischen mir und "Mannimanaste" geklärt haben. Auch wenn wir astrophysikalisch mittlerweile sehr genaue Vorstellungen von Supernovae und deren Entstehung haben, wird es uns vermutlich auch in ferner Zukunft wohl nie gelingen, eine SN wirklich konkret vorherzusagen!

Das hat primär damit zu tun, dass die stellaren Entwicklungsszustände in riesigen zeitlichen Dimensionen von Millionen bis Hundert Millionen Jahren ihre Veränderungen und Entwicklungen vollziehen! So lassen sich zwar einige Anwärter für eine astronomisch "bald" einsetzende Supernova finden, aber wir werden nie in der Lage sein, auf den Tag genau eine SN vorherzusagen!

Wie ich unten bereits sagte, besteht eine Möglichkeit der Vorhersage in der Detektierung eines Neutrinoblitzes! Allerdings stellt das ein mehr als schwieriges Unterfangen dar, da ein solcher Blitz nur sehr schwer ausfindig zu machen ist. Sonst bleibt einem wohl nur das Suchen über! Und genau das ist es, was zahlreiche Riesenteleskope auf der Erde weltweit tun: Sie suchen fremde Galaxien, nach möglichen Sternexplosionen ab. Sollten sie fündig werden, so macht sich das in Form eines hellen Lichtpunktes bemerkbar, der zuvor noch nie an einer gewissen Stelle beobachtet wurde! Über spektroskopische Verfahren, kann man dann noch den Typus der SN bestimmen, die Auswertung der Lichtkurve über ein Zeitintervall tut dann ihr übriges.

Und tatsächlich, können derartige Explosionen in unserer (mit dem bloßen Auge) und anderen Galaxien tatsächlich auch mit Amateurinstrumenten beobachtet werden. Abhäbgig von der Entfernung der Galaxie, und des Supernovatypus, reicht manchmal bereits ein einfaches Teleskop aus um eine SN als Lichtpunkt ausfindig machen zu können.

Nun könnte man, wie Mannimanaste argumentieren, dass das doch schon gar nicht mehr die Explosion selber ist, sondern nur noch das, was danach kommt: Strenggenommen ist das auch so, doch folgt nach der SN noch eine Jahrmillionen andauernde sehr schnelle Expansion, die mit fortschreitender zeitlicher Entwicklung eine Ausdünnung und damit Abschwächung der SN hervorruft. Das entspricht einem schnellen exponentiellen Abstieg der Lichtkurve, nach dem Maximum der Ausbruchsintensität.

Potenzielle Kandidaten für baldige SN (oder Hypernovae) in unserer Galaxie wären zb. die Sterne: Beteigeuze, Eta Carinae, Deneb, Rho Cas, Rigel, IK Peg

LG Pflanzengott! :)

Woher ich das weiß:Hobby – Langjähriger Hobbyastronom

pflanzengott  20.07.2014, 23:11
@pflanzengott

http://www.calsky.com/cs.cgi/Deep-Sky/9?obs=11882320891982

Hier gibt es einen zweiten sehr nützlichen Link. Dort kann man sich anschauen, in welchen Galaxien gerade Supernovae mit einer bestimmten Helligkeit zu beobachten sind. Natürlich liegen die meisten Werte mit um die 15-17 mag. außerhalb der Reichweite für einfache Amateure ohne die 8 Meter Schinken. Aber hin und wieder, gibt es eben eine Ausnahme, so wie zuletzt in M74 oder M82!

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Mannimanaste  21.07.2014, 03:23
@pflanzengott

Perfekte Antwort! :) Das sollte die Frage auf jeden Fall beantworten, egal von welchem Kenntnisstand der Fragesteller ausging, und wie er sich bisher eine Sternexplosion vorgestellt hatte.

LG, Martin

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Ja, du kannst sogar mit Amateurteleskopen den Tod eines Sterns sehen wenn sie z.B. als Supernova explodieren. Anfang des Jahres konnte man eine Supernova in der Galaxie M82 beobachten und fast gleichzeitig gab es eine in M99, vor wenigen Wochen gab es eine Supernova in der Galaxie M65 und in der Galaxie M106. Diese explodierenden Sterne siehst du dann als hellen Fleck weil sie so unwahrscheinlich weit weg sind.

Es gibt jedoch auch Supernovae welche man mit bloßem Auge sehen kann. Letzten Dezember gab es von der Südhalbkugel eine zu sehen. Wir auf der Nordhalbkugel hatten letztes Jahr im Sommer das Vergnügen und konnten eine Nova (keine Supernova) im Sternbild Delphin beobachten welche unter guten Bedingungen mit bloßem Auge zu sehen war. Es sieht dann so aus als wäre dort für wenige Wochen ein neuer Stern welcher dann wieder verschwindet.

Ein heißer Kandidat für eine Supernova in unserer Nähe ist der Stern Beteigeuze im Sternbild Orion. Sollte man den Tod dieses Sterns noch erleben geht man davon aus, dass die sogar tagsüber zu sehen ist aufgrund ihrer geringen Entfernung. Rigel, ein weiterer Stern im Sternbild Orion ist ebenfalls so ein Kandidat. Es kann durchaus möglich sein, dass Beteigeuze schon explodiert ist und wir nur noch das Licht sehen welches er in der Vergangenheit abgestrahlt hat. Es kann morgen losgehen oder auch erst in einigen Tausend Jahren.


Carlo124 
Fragesteller
 19.07.2014, 15:03

Das ist ja cool :) Aber Andere Antworten von der Frage sagen ja das die Explosionen wo man sieht schon Jahre Zurückliegen

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Startrails  19.07.2014, 19:32
@Carlo124

Die liegen sogar sehr viele Jahre zurück. Würden wir jetzt eine Supernova in der Andromeda-Galaxie sehen, dann wäre die vor 2,5 Millionen Jahren gewesen (ohne Berücksichtigung von Expansion sowie das Zufliegen auf die Milchstraße). Andere sind natürlich noch viel weiter weg, folglich auch vor viel längerer Zeit passiert.

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Mannimanaste  20.07.2014, 01:25

Deine Antwort könnte etwas missverständlich sein, bzw. Du hast die Frage sozusagen nicht beantwortet. Denn wir sehen zwar Supernovae, sehen aber nicht, wenn sie gerade explodieren (das wurde meines Wissens noch niemals direkt beobachtet). Denn dazu müsste man ja schon an die richtige Stelle schauen, bevor der Stern zur Supernova wird, und das ist aus mehreren Gründen fast ausgeschlossen:

Die Sterne sind, die zur Supernova werden sind meistens so weit weg, dass wir sie vor der Explosion gar nicht sehen könnten. Wir können nicht genau genug feststellen, wann ein Stern das Endstadium erreicht haben wird, und wann somit die Explosion des Sterns als Supernova stattfinden wird.

Daher würde ich die Frage des Fragestellers mit einem ziemlich klaren "Nein" beantworten, denn er sprach ja von der eigentlichen Explosion, und nicht dem, was man danach beobachten kann.

Gruß, Martin

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pflanzengott  20.07.2014, 16:36
@Mannimanaste

Hallo Martin,

deine Ausführung erscheint auf den ersten Blick plausibel. Allerdings gibt es einige Punkte, die du vermutlich ein bisschen missverstanden hast. Weiterführend müsste man dann auch noch erwähnen, dass deine Argumentation nicht in jedem Fall (!) wissenschaftlich haltbar ist. So sagst du zb:

< Denn dazu müsste man ja schon an die richtige Stelle schauen, bevor der Stern zur Supernova wird, und das ist aus mehreren Gründen fast ausgeschlossen:

Supernovae kündigen sich, wie schon lange bekannt, durch einen der Explosion etwa 30-minütigen vorangehenden Neutrinoblitz an! Dieser Neutrinoblitz, ist für irdische stationäre Einrichtungen zwar äußerst schwer zu detektieren, aber es sind bereits SN-Fälle bekannt, bei denen man es geschafft hat. So zb. bei der SN von 1987 in der großen Magellanschen Wolke.

Abgesehen von der heutigen sehr genauen Kenntnis des Entwicklungsstadiums von späten Riesensternen, ist dieser Blitz für die Erforschung der Supernovae von unerlässlicher Wichtigkeit! Natürlich, sollte man ungeachtet dieses Aspektes, deine Argumentation trotzdem nicht unterschlagen, denn es sind eben auch viele Fälle bekannt (die meisten), bei denen deine Aussage zutrifft.

Weiterführend heisst es:

Die Sterne sind, die zur Supernova werden sind meistens so weit weg, dass wir sie vor der Explosion gar nicht sehen könnten. Wir können nicht genau genug feststellen, wann ein Stern das Endstadium erreicht haben wird, und wann somit die Explosion des Sterns als Supernova stattfinden wird.

Dieser Aussage darf man prinzipiell zustimmen! Aber eben auch nur prinzipiell, denn auch hier sind Fälle bekannt in denen anderes zutrifft. In nahegelegenen Galaxien (bis etwa 60 Mio. Lichtjahren) lässt sich mit der heutigen Technologie, sogar schon sehr vieles auflösen. So ließen sich für etliche Supernovae mit modernster Auflösungstechnik ein Vorläufer finden, der aufgrund seines fortgeschrittenen Entwicklungsstadiums vor allem über spektroskopische Verfahren seine Studierung genießen konnte. Es wurden in anderen Galaxien bereits zahlreiche Überriesen und Hyperriesen gefunden, die ähnlich wie Beteigeuze ein heißer Kandidat für eine kurz bevorstehende Supernova sind.

Daher würde ich die Frage des Fragestellers mit einem ziemlich klaren "Nein" beantworten, denn er sprach ja von der eigentlichen Explosion, und nicht dem, was man danach beobachten kann.

Das hat man meiner Meinung nach nicht so eng zu sehen! Man könnte auch das helle Aufleuchten der SN mit anschließender Expansionsphase von einigen zig Tausend Km pro Sekunde als Phase der Explosion ansehen. Startrails Antwort ist super, dein Ausbesserungsversuch in aller Pingeligkeit angebracht ;)

LG! :)

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Mannimanaste  20.07.2014, 17:01
@pflanzengott

Hi Pflanzengott,

danke für Deine ausführliche Stellungnahme zu meinem Kommentar auf @ Startrails Antwort.

So wie die Frage gestellt wurde, gehe ich davon aus, dass der Fragesteller eher ein astronomischer Laie ist, als ein Hobby-Astronome wie Du, Startrails und ich. Und wenn astronomische Laien davon sprechen "Explosionen zu beobachten" meinen sie normalerweise Explosionen wie wir sie hier auf der Erde von Sprengstoffen kennen: schlagartig, innerhalb des Bruchteils einer Sekunde und spektakulär.

Und so sehen wir Sterne eben nicht explodieren, selbst wenn wir zur richtigen Zeit an die richtige Stelle schauen würden. Daher wollte ich die Antwort von @ Startrails erst mal etwas relativieren und abschwächen, damit der Fragesteller sich von der Vorstellung verabschiedet, man könne Sterne wie Feuerwerkskörper explodieren sehen. ;)

Gruß, Martin

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Mit entsprechenden Teleskopen könnte man so etwas schon beobachten.

Allerdings nicht in "Echtzeit". Wenn wir hier die Explosion eines Sternes in 100 Lichtjahren Entfernung beobachten würden, hätte die Explosion bereits 1914 stattgefunden.


Startrails  19.07.2014, 12:08

Wobei niemand eine solche nahe Supernova vom Typ Ia erleben möchte auf der Erde ;-)

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Davon gibt es sogar Aufnahmen. Bedenke die Geschwindigkeit des Lichts, das was wir sehen, ist schon vor langer Zeit passiert.

Natürlich.

Dieser Prozess wird dann als Supernova bezeichnet.