Die Supernova SN 1181 konnte vor 843 Jahren im Jahr 1181 n. Chr. in Japan und China mit bloßem Auge gesehen werden. Ihr Überrest konnte jedoch lange Zeit nicht identifiziert werden. Im Jahr 2021 wurde der Nebel Pa 30 im Sternbild Kassiopeia als die Supernova SN 1181 identifiziert. Der weiße Zwergstern im Zentrum des Nebels Pa 30, heute Parkers Stern genannt, ist der Überrest einer Supernova, die aus der Verschmelzung zweier weißer Zwerge resultierte. Dieses Supernova-Ereignis war selten und wird als SN Typ Iax klassifiziert. Eine aktuelle Studie deutet darauf hin, dass der Überrest dieser Supernova erneut eine Fusion durchläuft, die erst vor Kurzem um 1990 begann.
Erde und Sonne werden nicht für immer so bleiben, wie sie sind. Die Erde wird noch weitere 4 Milliarden Jahre bewohnbar bleiben, bis die Sonne ihr Endstadium erreicht (außer bei von Menschen verursachten oder natürlichen Katastrophen wie Atomkrieg, Einschlag mit einem Asteroid, massiver Vulkanausbruch usw.).
Die Sonne ist ein gewöhnlicher, relativ junger Stern in unserer Heimatgalaxie. Wie alle Sterne hat auch die Sonne einen Lebenszyklus – sie wurde vor etwa 4.6 Milliarden Jahren geboren und wird in Zukunft sterben. In etwa 4 Milliarden Jahren wird ihr der Wasserstoff ausgehen, der die Kernfusion in ihrem Kern zur Energieerzeugung antreibt, wenn der Gravitationskollaps beginnt. Der durch den Kernkollaps erhöhte Druck wird die Kernfusion schwererer Elemente im Kern auslösen. Infolgedessen wird die Temperatur der Sonne steigen und die äußere Schicht der Sonnenatmosphäre wird sich weit in den Weltraum ausdehnen und nahe gelegene Planeten einschließlich der Erde verschlingen. Dieses Stadium des Roten Riesen wird etwa eine Milliarde Jahre andauern. Schließlich wird die Sonne kollabieren und zu einem Weißen Zwerg werden.
Anders als der Tod der Sonne in der Zukunft ist das Endstadium eines massereichen Sterns ein astronomisches Ereignis. Wenn Sternen mit mehr als 8 Sonnenmassen der Brennstoff für die Kernfusion ausgeht und sie nicht mehr genügend Energie produzieren können, um der starken Gravitationskraft entgegenzuwirken, kollabiert ihr Kern innerhalb kurzer Zeit. Die Implosion erzeugt enorme Stoßwellen und ein starkes, leuchtendes vorübergehendes Ereignis, das als Supernova- und ein kompaktes Remanent-Ergebnis (der Supernova-Remanent wird ein Neutronenstern sein, wenn die Masse des ursprünglichen Sterns zwischen 8 und 20 Sonnenmassen liegt. Wenn die Masse des ursprünglichen Sterns mehr als 20 Sonnenmassen beträgt, dann wird der Supernova-Remanent ein schwarzes Loch).
Supernovae kann auch durch die plötzliche Wiederzündung der Kernfusion in einem Weißen Zwerg ausgelöst werden, wenn dessen Temperatur so hoch ist, dass eine unkontrollierte Kernfusion ausgelöst wird. Dies geschieht durch die Verschmelzung mit einem anderen Weißen Zwerg oder durch die Ansammlung von Material eines Doppelsterns.
Supernova SN 1181
In den letzten zwei Jahrtausenden wurden in unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, neun lichtstarke astronomische Ereignisse (Supernovas) beobachtet. Ein solches gewaltiges Ereignis wurde vor etwa 843 Jahren, im Jahr 1181 n. Chr., in Japan und China beobachtet und aufgezeichnet. Der „Gaststern“ war vom 185. August 6 bis zum 1181. Februar 6 1182 Tage lang sichtbar. Er wurde Supernova 1181 (SN1181) genannt, die Identifizierung seines Überrests konnte jedoch erst vor Kurzem bestätigt werden.
Identifizierung der remanenten Supernova SNR 1181
Ein kreisförmiger Infrarot-Emissionsnebel wurde 2013 im Datenarchiv der NASA von der Amateurastronomin Dana Patchick entdeckt und mit dem Namen Nebel Pa 30 bezeichnet. Professionelle Astronomen beobachteten einen schwachen Fleck diffuser Emission, konnten jedoch keine Wasserstoffemission feststellen. massiver Zwerg (WD) wurde einige Jahre später im Jahr 2019 innerhalb der Infrarothülle ein Stern entdeckt, der einzigartige Eigenschaften aufwies und vermutlich durch die Fusion eines Kohlenstoff-Sauerstoff-Weißen Zwergs (CO WD) und eines Sauerstoff-Neon-Weißen Zwergs (ONe WD) entstanden ist. Die Fusion der beiden Weißen Zwerge verursachte eine Supernova. Anschließend wurde im Jahr 2021 festgestellt, dass der Nebel Pa 30 Schwefelemissionslinien und eine Expansionsgeschwindigkeit von 1100 km/s aufwies. Sein Alter wurde auf etwa 1000 Jahre geschätzt und er befand sich ungefähr an der Stelle, an der der „Gaststern“ im Jahr 1181 n. Chr. gesehen wurde. Diese Erkenntnisse führten zur Identifizierung des Nebels Pa 30 in Richtung des Sternbilds Kassiopeia, wo vor über acht Jahrhunderten eine Supernova beobachtet wurde. Der weiße Zwergstern im Zentrum des Nebels Pa 30, jetzt Parkers Stern genannt, ist der Überrest des Supernova-Ereignisses SN1181 und das Ereignis wird als SN Typ Iax klassifiziert. Beweise aus einer späteren Studie, die 2023 veröffentlicht wurde, stützen die obigen Ergebnisse.
Der schnelle Sternwind begann erst kurz nach dem Jahr 1990 zu wehen
Der Überrest von SNR 1181 entstand durch die Verschmelzung zweier Weißer Zwerge. Normalerweise explodieren und verschwinden zwei Weiße Zwerge, wenn sie verschmelzen. Diese Verschmelzung erzeugte jedoch eine seltene Supernova vom Typ Iax und hinterließ einen einzelnen, schnell rotierenden Weißen Zwerg. Die rotierenden Weißen Zwerge setzen unmittelbar nach ihrer Entstehung schnell fließende Partikelströme frei (Sternwind genannt). In diesem Fall zeigt der Zentralstern des Nebels P 30 viele Filamente, die in der Nähe des Zentralsterns zusammenlaufen, da der schnelle Sternwind über die Hülle der Supernova-Auswürfe bläst. Astronomen beobachteten in SNR 1181 eine äußere und eine innere Schockregion.
In einer aktuellen Studie analysierten Forscher die neuesten Röntgendaten und entwickelten ein Modell, das zeigte, dass die beobachtete Größe der inneren Schockregion nicht der erwarteten Größe entspricht, wenn der Sternwind kurz nach der Bildung des Remanents zu wehen begonnen hätte. Laut ihrem Computermodell weist die tatsächlich beobachtete Größe der inneren Schockregion darauf hin, dass der schnelle Sternwind erst kurz nach dem Jahr 1990 zu wehen begann. Das ist ziemlich erstaunlich. Dies könnte passiert sein, weil einige Supernova-Auswürfe später auf die Oberfläche des Weißen Zwergs zurückfielen, wodurch Temperatur und Druck über den Schwellenwert hinaus anstiegen, der den Beginn einer thermonuklearen Reaktion und einen Neustart des Brennens ermöglichte. Die Forscher arbeiten nun an der Validierung des Modells.
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References:
- Ritter A., et al 2021. Der Überrest und der Ursprung der historischen Supernova von 1181 n. Chr.. The Astrophysical Journal Letters. 918 (2): L33. arXiv: 2105.12384. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac2253
- Schaefer BE, 2023. Der Weg von den chinesischen und japanischen Beobachtungen der Supernova 1181 AD über eine Supernova vom Typ Iax bis hin zur Verschmelzung von CO- und ONe-Weißen Zwergen. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Band 523, Ausgabe 3, August 2023, Seiten 3885–3904. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stad717 Vorabdruckversion arXiv: 2301.04807
- Takatoshi Ko, et al 2024. „Ein dynamisches Modell für IRAS 00500+6713: der Überrest einer Supernova vom Typ Iax SN 1181 mit einem doppelt entarteten Fusionsprodukt WD J005311“, The Astrophysical Journal: 5. Juli 2024, DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4d99
- Universität Tokio. Pressemitteilung – Frischer Wind weht von historischer Supernova. Veröffentlicht am 5. Juli 2024. Verfügbar unter https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00361.html
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