Das James-Webb-Weltraumteleskop hat den Staub von 11 nahe gelegenen Supernovas untersucht, etwa ein bis sieben Jahre nach der Explosion ihrer Sterne.
Diese Explosionen markieren das Ende bestimmter massereicher Sterne. Nach dem Ereignis kühlt sich die ausgestoßene Materie ab und kann winzige feste Körner bilden. Dieser kosmische Staub trägt anschließend zur verfügbaren Materie bei, aus der neue Sterne, Planeten und andere Objekte entstehen. Wie viel davon unmittelbar nach einer Supernova entsteht, ist jedoch noch unklar.
Zwei staubreiche Supernovas, beobachtet mit dem MIRI-Instrument des James-Webb-Teleskops.
Quelle: ESA/Webb
Die Astronomen nutzten MIRI, das für mittleres Infrarot empfindliche Instrument des James-Webb-Teleskops. Diese Wellenlängen ermöglichen es, die von Staub ausgesendete Wärme aufzuspüren, die im sichtbaren Licht nur schwer zu beobachten ist. Das Team untersuchte 11 Supernovas vom Typ IIP, eine Familie von Explosionen massereicher Sterne, deren Helligkeit nach dem Maximum mehrere Wochen lang relativ stabil bleibt.
Die Beobachtungen zeigen eine Entwicklung mit zunehmendem Alter. Etwa 400 Tage nach der Explosion registrieren die Forschenden eine warme Emission, die ungefähr 1 227 °C entspricht. Zwischen etwa 600 und 2 500 Tagen treten weitere charakteristische Signale hervor. Der gemessene kältere Staub liegt dann zwischen etwa -153 °C und -23 °C.
Die abgeleiteten Mengen reichen von etwa 0,0001 bis zum 0,01-Fachen der Sonnenmasse. Selbst der höhere Wert bleibt angesichts einer naheliegenden Frage gering: Wie konnten die jungen Galaxien, die weit entfernt im Universum beobachtet werden, so schnell so viel Staub ansammeln? Supernovas galten lange als mögliche Quelle.
In dieser Stichprobe reichen die Mengen, die ein bis sieben Jahre nach der Explosion vorhanden sind, jedoch nicht aus, um den Staub typischer Galaxien, die sehr früh in der kosmischen Geschichte beobachtet werden, direkt zu erklären. Das bedeutet nicht, dass Supernovas eine unbedeutende Rolle spielen. Sie könnten kleine Körner liefern, die anschließend durch die Aufnahme von Materie im interstellaren Raum wachsen.
Die Studie fand keinen statistisch eindeutigen Zusammenhang zwischen der Staubmasse und mehreren Eigenschaften der Explosion, darunter ihrer maximalen Helligkeit oder Energie. Einige Supernovas, die früh Anzeichen für dichtes Material in der Umgebung des Sterns zeigten, gehören dagegen zu den staubreichsten Objekten der Stichprobe.
Das Team setzt daher auf Beobachtungen über einen längeren Zeitraum, um das Wachstum dieser Körner über viele Jahre hinweg zu verfolgen. Die aktuelle Stichprobe reicht nur bis etwa sieben Jahre nach der Explosion. Die Staubmenge könnte sich noch lange danach weiter verändern, was künftige Infrarotmessungen überprüfen können.