Die vor mehr als acht Jahrhunderten am Himmel beobachtete Explosion hat den Stern, der sie hervorbrachte, wahrscheinlich nicht vollständig zerstört.
Im Jahr 1181 beschrieben chinesische und japanische Astronomen einen neuen Stern, der fast sechs Monate lang sichtbar war. In Wirklichkeit handelte es sich um eine Supernova, doch ihr Überrest blieb lange unauffindbar. Ein viel später entdeckter Nebel namens Pa 30 befindet sich am richtigen Ort und weist ein mit diesem historischen Ereignis vereinbares Alter auf.
Künstlerische Darstellung des Supernovaüberrests Pa 30. Schwefelfilamente strahlen um den überlebenden Stern im Zentrum.
Bildnachweis: W. M. Keck Observatory / Adam Makarenko.
Pa 30 hat ein ungewöhnliches Erscheinungsbild. Lange Filamente strahlen um sein Zentrum und verleihen dem Ganzen eine an einen Löwenzahn erinnernde Form. In der Mitte befindet sich noch immer ein extrem heißes Sternobjekt. Dieser überlebende Stern ist ein wichtiger Hinweis: Die Explosion könnte den ursprünglichen Stern nicht vollständig zerstreut haben.
Um dieses Szenario zu untersuchen, kartierten die Forschenden einen Teil des Überrests in drei Dimensionen. Sie nutzten den Keck Cosmic Web Imager, der am Keck-Observatorium auf Hawaii installiert ist. Dieses Instrument misst das Licht an jedem Punkt und ermöglicht es, die Geschwindigkeit der Materie anhand der Verschiebung ihrer Spektrallinien abzuleiten.
Die Filamente bewegen sich mit etwa 1.000 km/s. Vor allem bleibt ihre Bewegung nahe an einer freien Expansion: Sie scheinen sich seit der Explosion fortzubewegen, ohne stark abgebremst worden zu sein. Indem die Forschenden ihre Flugbahn zurückverfolgten, ermittelten sie ein Datum, das mit dem Jahr 1181 vereinbar ist. Dies stärkt die Identifizierung von Pa 30 als Überrest der historischen Supernova erheblich.
Zusammengesetztes Bild des Überrests Pa 30 mit Röntgenstrahlung von Chandra und XMM-Newton, Infrarotstrahlung von WISE und sichtbarem Licht.
Bildnachweis: NASA/CXC/U. Manitoba/C. Treyturik ; ESA ; NOIRLab/MDM/Dartmouth/R. Fesen ; NASA/JPL-Caltech.
Die Karte enthüllt außerdem eine große Höhlung im Zentrum der filamentartigen Struktur. Die Filamente beginnen in einer bestimmten Entfernung vom Zentrum abrupt, nahe dem Rand eines bereits im Infrarotbereich beobachteten Rings. Auch die Materiemenge ist nicht in alle Richtungen gleich verteilt, was auf eine asymmetrische Explosion hindeuten könnte.
Das Ereignis gehört wahrscheinlich zu einer seltenen Kategorie namens Supernova vom Typ Iax. In diesem Szenario erleidet ein Weißer Zwerg eine thermonukleare Explosion, die weniger zerstörerisch ist als die einer klassischen Supernova vom Typ Ia. Ein Teil des Sterns kann dann bestehen bleiben. Diesen überlebenden Stern nennt man manchmal „Zombie-Stern“.
Die historischen Archive weisen in dieselbe Richtung. Die Supernova von 1181 war weniger hell als die großen Sternexplosionen, die gewöhnlich monatelang mit bloßem Auge sichtbar sind. Eine unvollständige thermonukleare Explosion könnte sowohl diese geringe Helligkeit als auch die heutige Existenz eines stellaren Überrests im Zentrum erklären.
Eine Frage bleibt offen: Niemand weiß bisher genau, wie die erstaunlichen Filamente von Pa 30 entstanden sind. Eine nach innen zurücklaufende Stoßwelle könnte Materie komprimiert und diese Strukturen erzeugt haben. Neue Beobachtungen müssen klären, ob dieser Mechanismus tatsächlich der beobachteten Geometrie entspricht.