Die Überreste einer gewaltigen Sternexplosion oder Supernova namens Cassiopeia A. (Bildnachweis: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, CXC/SAO/JPL-Caltech/Steward/O. Krause et al., und NRAO/AUI)
Die Zwicky Transient Facility hat einen unglaublichen Meilenstein erreicht: Sie hat über 10.000 kosmische Explosionen klassifiziert, die den Tod massereicher Sterne und die Fressorgien von Vampir-Sternüberresten markieren. Diese Ereignisse, Supernovae genannt, gehören zweifellos zu den furchterregendsten und mächtigsten Ereignissen im Universum. Seit 2012 hat die Menschheit fast 16.000 Supernovas entdeckt. Die Zwicky Transient Facility (ZTF), die 2017 mit dem 48-Zoll-Teleskop am Palomar Observatory in Betrieb genommen wurde, ist für fast zwei Drittel dieser Entdeckungen verantwortlich. Damit ist sie der größte und wohl erfolgreichste Supernova-Surveyor, den es bisher gab.
„Es gibt Billionen von Sternen im Universum, und etwa jede Sekunde explodiert einer von ihnen“, sagte Christoffer Fremling, Astronom am California Institute of Technology, in einer Erklärung. „Das Erreichen von 10.000 Klassifizierungen ist erstaunlich, aber was wir wirklich feiern sollten, ist der unglaubliche Fortschritt, den wir bei unserer Fähigkeit gemacht haben, das Universum nach Transienten oder Objekten, die sich am Himmel verändern, zu durchsuchen, und die Wissenschaft, die unsere reichen Daten ermöglichen werden.“
Fremling leitet die Bright Transient Survey, ein Projekt, das die ZTF nutzt, um neue Supernovae zu entdecken und zu klassifizieren.
</p><p> Es dürfte nicht überraschen, dass das ZTF in der Supernova-Wissenschaft so revolutionär ist, denn es hat sogar einen Stammbaum in seinem Namen. Das Projekt ist nach dem Caltech-Astronomen Fritz Zwicky benannt.</p><p> In den 1930er Jahren begann Zwicky, mit einem kleinen Teleskop von den kalten Höhen des Palomar Mountain bei San Diego aus kosmische Explosionen zu beobachten. In den 1940er Jahren verlagerte Zwicky zusammen mit seinem Mitarbeiter Walter Baade seine Jagd nach Supernovae auf das 48-Zoll-Samuel-Oschin-Teleskop am Palomar-Observatorium.</p><p>Zusammen entdeckten Zwicky und Baade eine Vielzahl dieser Explosionen und prägten den Begriff „Supernova“, um sie zu beschreiben. Der 1974 verstorbene Zwicky entdeckte im Laufe seiner Karriere über 120 Supernovas und hielt damit bis 2009 den Rekord für die Jagd nach diesen Sternexplosionen. Jetzt setzt die nach Zwicky benannte Einrichtung zur Supernova-Jagd seine rekordverdächtige Arbeit fort.</p><h2>Warum die Klassifizierung von Supernovas wichtig ist</h2><p>Das ZTF jagt nicht nur Supernovas. Das Projekt ist in der Lage, eine Reihe von vorübergehenden astronomischen Ereignissen aufzuspüren, d. h. Ereignisse, die auftreten und dann vom Himmel verschwinden. Zu den vorübergehenden Ereignissen, die das ZTF aufspürt, gehören sich schnell bewegende Asteroiden im Sonnensystem, Schwarze Löcher, die Sterne zerreißen und sie in sogenannten Gezeitenstörungen verschlingen, und kollidierende Sterne, die schließlich verschmelzen.</p><h2></h2><p>Das ZTF entdeckt jede Nacht Hunderttausende dieser transienten Ereignisse. Sobald sie verifiziert sind, werden diese Entdeckungen an eine Astronomiedatenbank namens „Transient Name Server“ gesendet. Von dort aus sind sie für die gesamte <a title=){kind=spacer}
astronomische Gemeinschaft zugänglich. So können Astronomen die Entdeckung von Supernovae mit einer Reihe von Teleskopen rund um den Globus verfolgen. Der Leiter des ZTF und Caltech-Astronom Mansi Kasliwal sagt, dass das „A und O“ bei der Untersuchung von Supernovae durch das ZTF darin besteht, Spektren zu erhalten.
„Die Entdeckung ist nur der erste Schritt“, sagte sie. „Spektren sind die wertvollste Währung in diesem Bereich. Ohne sie kennt man die Physik und Chemie des Objekts nicht“.
Die Erfassung des Lichtspektrums dieser Supernovae ermöglicht es den Wissenschaftlern, eine Reihe von Merkmalen zu bestimmen. Dazu gehören ihre Entfernungen von der Erde, die chemische Zusammensetzung der Sterne, aus denen sie ausgebrochen sind, und – ganz wichtig – die Art der Supernova, die das ZTF beobachtet hat.
Schwerkraft stützt, aufhört.
Der Kern des massiven Sterns kollabiert und erzeugt einen Neutronenstern oder ein schwarzes Loch. Dieser Kollaps sendet Schockwellen aus, die sich in die äußeren Schichten des Sterns ausbreiten und eine Kernkollaps-Supernova verursachen.
Eine Illustration zeigt einen „Vampir“-Weißen Zwerg, der sich von einem nahen Begleitstern ernährt und als Supernova vom Typ Ia ausbricht. (Bildnachweis: Robert Lea (erstellt mit Canva))
Eine andere Art von Supernova entsteht, wenn der Überrest eines bereits toten Sterns, ein Weißer Zwerg, vampirhaft Material von einem Begleitstern abzieht. Dieses Material sammelt sich auf der Oberfläche des Weißen Zwerges an und löst eine thermonukleare Explosion aus, die als Supernova vom Typ Ia bezeichnet wird.
Dieser Prozess löscht den Weißen Zwerg in der Regel aus, aber es gibt auch seltene Ereignisse, sogenannte Supernovae vom Typ Iax, bei denen der stellare Überrest als verwüsteter „Zombie-Stern“ weiterlebt.
Die Identifizierung von Supernovae des Typs Ia ist von entscheidender Bedeutung, denn sie sind ein wichtiges astronomisches Instrument. Da die Lichtausbeute von Typ-Ia-Explosionen so einheitlich ist, werden sie als „Standardkerzen“ bezeichnet und können als Meilensteine auf einer riesigen kosmischen Messlatte verwendet werden.
SN Zwicky eine Supernova, die durch ein Phänomen namens Gravitationslinsen viermal wiederholt wurde (Bildnachweis: J. Johansson)
Das ZTF ist jedoch nicht nur auf der Jagd nach Supernovas, die von anderen Einrichtungen identifiziert werden sollen. Mit Hilfe von zwei Spektrographen am Palomar-Observatorium kann das ZTF-Projekt auch seine eigenen Supernovas und Supernovas, die von anderen Einrichtungen entdeckt wurden, klassifizieren. „Als wir mit diesem Projekt begannen, wussten wir nicht, wie viele Astronomen unseren Entdeckungen nachgehen würden“, so Fremling. „Die Tatsache, dass es so viele sind, zeigt, warum wir ZTF gebaut haben: um den gesamten Himmel nach sich verändernden Objekten zu durchsuchen und diese Daten so schnell wie möglich mit Astronomen auf der ganzen Welt zu teilen. „Eine der größten Errungenschaften des Projekts war die Entdeckung der Supernova Zwicky (SN Zwicky), einer kosmischen Explosion, die durch einen Effekt namens „Gravitationslinseneffekt“ verzerrt wurde, so dass sie viermal auf demselben Bild erschien: „Ich beobachtete in dieser Nacht und war absolut verblüfft, als ich das gelenkte Bild von SN Zwicky sah“, erklärte Fremling in einem Caltech-Nachrichtenbericht im letzten Jahr. „Wir fangen und klassifizieren Tausende von Transienten mit dem Bright Transient Survey, und das gibt uns die einzigartige Möglichkeit, sehr seltene Phänomene wie SN Zwicky zu finden.“
Nach diesem Meilenstein werden die Daten der ZTF den Astronomen weiterhin dabei helfen, Fragen über das Leben und Sterben von Sternen zu beantworten – und vielleicht sogar dazu beitragen, das Rätsel der dunklen Energie zu lösen, der unbekannten Kraft, die die Beschleunigung der Expansion des Universums vorantreibt.
Zwickys Erbe der Supernova-Wissenschaft ist in guten Händen.
