Das James-Webb-Weltraumteleskop hat dieselbe Supernova von ihrem Helligkeitsmaximum bis zu dem Zeitpunkt verfolgt, an dem ihre inneren Schichten direkt beobachtbar wurden.
Das Objekt mit der Bezeichnung SN 2025rbs befindet sich in einer Entfernung von etwa 14,5 Megaparsec, also rund 47 Millionen Lichtjahren. Es gehört zum Typ Ia. Diese Explosionen treten auf, wenn ein WeiĂer Zwerg, der sehr dichte Ăberrest eines Sterns, eine unkontrollierte Kernreaktion durchlĂ€uft, die ihn zerstört.
KĂŒnstlerische Darstellung einer Supernova vom Typ Ia: In einem Doppelsternsystem explodiert ein WeiĂer Zwerg, nachdem er Materie des benachbarten Sterns angesammelt hat.
Bildnachweis: University of Warwick/Mark Garlick
Die Forschenden beobachteten SN 2025rbs dreimal mit James-Webb: 1, 23 und 84 Tage nach ihrem sichtbaren Helligkeitsmaximum. Diese Daten kombinierten sie mit Beobachtungen vom Boden aus. Insgesamt deckt die Untersuchung WellenlĂ€ngen vom sichtbaren Licht bis zum fĂŒr unsere Augen unsichtbaren mittleren Infrarot ab.
Diese Abdeckung bietet einen besonderen Vorteil. Zu Beginn bleibt die ausgeworfene Materie dicht genug, um einen Teil des Inneren zu verdecken. Mit ihrer Ausdehnung wird sie allmÀhlich transparenter. Die Astronomen können dann immer tiefer liegende Regionen beobachten.
Bereits am Helligkeitsmaximum erhielt James-Webb fĂŒr eine Supernova vom Typ Ia in diesem Stadium ein einzigartiges Spektrum im mittleren Infrarot. Ein Spektrum zerlegt das Licht nach seinen WellenlĂ€ngen. Die gewonnenen Signaturen ermöglichen es, chemische Elemente zu identifizieren und die Geschwindigkeiten der Materie abzuschĂ€tzen, die sie enthĂ€lt.
Nach 23 Tagen zeigte das mittlere Infrarot bereits hauptsĂ€chlich Emissionen, die von transparenter gewordener Materie erzeugt wurden. Am 84. Tag hatte dieser Teil des Spektrums die von Astronomen als Nebelphase bezeichnete Phase erreicht. Das sichtbare Licht und das nahe Infrarot zeigten dagegen noch einen laufenden Ăbergang.
Die Daten enthĂŒllen auĂerdem eine Schichtstruktur. Stabiles Nickel tritt vor allem bei den niedrigsten Geschwindigkeiten auf, also nahe dem Zentrum der Explosion. Radioaktives Kobalt nimmt mittlere Geschwindigkeiten ein. Argon befindet sich eher in den Ă€uĂeren Bereichen. Diese Verteilung bewahrt eine Spur davon, wie der WeiĂe Zwerg explodiert ist.
Ein weiteres Detail lĂ€sst sich mit den Modellen noch nicht erklĂ€ren. Die Berechnungen reproduzieren annĂ€hernd eine Signatur von Magnesium im nahen Infrarot, unterschĂ€tzen jedoch bestimmte Signaturen desselben Elements bei lĂ€ngeren InfrarotwellenlĂ€ngen deutlich. KĂŒnftige Simulationen mĂŒssen diese Abweichung erklĂ€ren, um die beobachteten Spektren besser mit den physikalischen Bedingungen der Explosion zu verknĂŒpfen.