💥 Zwei Nova-Explosionen mit außergewöhnlicher Auflösung "fotografiert"

Bis dato als relativ einfach vorgestellte Nova-Explosionen erweisen sich in Wirklichkeit als sehr unterschiedlich. Ein internationales Team hat in Nature Astronomy Aufnahmen mit beispiellosen Details veröffentlicht, die mehrfache Materieauswürfe und unerwartete Verzögerungen offenbaren.

Diese Phänomene treten auf, wenn ein weißer Zwerg, der Überrest eines Sterns, Gas von einem stellaren Begleiter ansammelt. Die daraus resultierende thermonukleare Explosion war jedoch schwer direkt zu untersuchen, da konventionelle Teleskope nur einen leuchtenden Punkt wahrnahmen. Folglich mussten Astronomen die Mechanismen aus indirekten Signalen ableiten, was ihr Verständnis der frühen Phasen dieser Ausbrüche einschränkte.


Um diese Schwierigkeit zu umgehen, nutzte das CHARA-Array in Kalifornien die Interferometrie. Diese Technik kombiniert das Licht von sechs Teleskopen und simuliert so ein riesiges Instrument mit außergewöhnlicher Auflösung. So konnten die Forscher die Novae kurz nach ihrem Ausbruch abbilden und die Entwicklung dieser Strukturen in Echtzeit verfolgen.

Die erste untersuchte Nova, V1674 Herculis, explodierte 2021 und erlosch innerhalb weniger Tage – ein Rekord an Geschwindigkeit. Die Bilder zeigen zwei senkrecht zueinander stehende Gasströme, die auf mehrere Explosionen hindeuten. Bemerkenswert ist, dass diese Strukturen mit der Detektion von Gammastrahlung durch das Fermi-Teleskop der NASA zusammenfallen und so Materiekollisionen direkt mit hochenergetischen Emissionen in Verbindung bringen.

Die zweite Nova, V1405 Cassiopeiae, stammt ebenfalls aus dem Jahr 2021. Sie zeigt ein anderes Verhalten mit einer langsamen Entwicklung. Überraschenderweise behielt sie ihre äußeren Schichten mehr als 50 Tage lang, bevor sie sie ausstieß. Diese Beobachtung liefert den bisher klarsten Beweis für Verzögerungen beim Auswurf von Materie. Beim finalen Auswurf bildeten sich neue Schockwellen, die erneut von Fermi detektierte Gammastrahlung erzeugten.


Diese Entdeckungen helfen, die starken Schockwellen in Novae, die Quellen von Gammastrahlung sind, zu erklären. Das Fermi-Teleskop spielte eine entscheidende Rolle bei der Herstellung dieses Zusammenhangs und macht Novae zu Laboren für die Erforschung der Schockwellenphysik. Laura Chomiuk von der Michigan State University merkt an, dass die Beobachtung, wie Materie ausgestoßen wird, es ermöglicht, nukleare Reaktionen, die Geometrie der Ströme und die hochenergetische Strahlung miteinander in Beziehung zu setzen.

Die Fähigkeit, solche Details aufzulösen, stammt aus der Interferometrie, ergänzt durch Spektren von Observatorien wie Gemini. John Monnier von der University of Michigan bezeichnet diesen Fortschritt als außergewöhnlich, der ein neues Fenster zu dieser Art kosmischer Ereignisse öffnet. Elias Aydi, Hauptautor, vergleicht dies mit dem Übergang von einem körnigen Foto zu einem hochauflösenden Video.