Archiv für Januar 2014

Die beiden aktuell hellsten Supernovae beim Großen Wagen

Nach der ersten Supernova-Beobachtung in M 82 am vergangenen Mittwoch, gab es in der Nacht auf Montag ein spontanes Wiedersehen. Denn was macht man, wenn man einfach nicht schlafen kann? Klar, man nutzt eine Wolkenlücke und stellt um halb 4 noch schnell den kleinen Refraktor auf die Terrasse, um eine 12 Millionen Jahre alte Sternexplosion zu sehen. Mit 11,0mag war die Supernova 2014J nun doppelt so hell wie zur Entdeckung, was die Beobachtung mit 80mm Öffnung deutlich einfacher machte. Bereits bei 27x blitzte der „neue Stern“ indirekt auf und zeigte sich am besten mit 44x, eine Helligkeitsschätzung ist jedoch bei diesem kleinen Instrument weiterhin nicht so leicht.

Gestern Abend sah es wolkentechnisch nochmal besser aus, so dass ich in der späten Dämmerung diesmal den 12-Zöller rausholte. Bei 37,5-facher Vergrößerung fiel SN 2014J sofort mit den anderen hellen Sternen bei M 82 sofort ins Auge. Die in den grauen länglichen Fleck eingebettete Supernova hob sich mittlerweile wunderbar von dem Hintergrund der hellen Galaxie ab. Ich beobachtete die 2014J, während genau eine Woche zuvor auf einer Sternwarte in London das Entdeckerfoto gemacht wurde. Mit einem vergleichbar hellen Nachbarstern schätzte ich ihre Helligkeit sofort auf 10,6 oder sogar 10,5mag. Bei einer späteren Beobachtung zwischen 23:00 und 23:30 MEZ setzte ich höhere Vergrößerung ein, so dass ich die Supernova-Helligkeit viel besser auf eher 10,7mag schätzte, was sehr gut auch zu den anderen visuellen Beobachtungen passt. Umgerechnet auf die Entfernung von 12 Millionen Lichtjahren bedeutet das aktuell eine Leuchtkraft von 600 Millionen Sonnen; die Abschwächung durch Staub ist noch unberücksichtigt. Theoretisch müsste sie jetzt immer noch ganze zwei Größenklassen heller werden, aber wie schon hier beschrieben, wird ihr Licht deutlich abgeschwächt. Nun wird sich zeigen, wie hell das Maximum ausfallen wird. Und spektroskopisch zeigt sich übrigens anhand der starken Silizium-Linien (sogar für Amateure nachweisbar), dass sich die Explosionswolke immer noch mit bis zu 14.000 km/s ausbreitet.

Mit nur einem 23-Grad-Schwenk bin ich anschließend von der hellsten Supernova hinüber zur zweithellsten Sternexplosion, die sich ebenfalls in der Umgebung des Großen Wagens befindet. Die Supernova 2014G steht in NGC 3448, die unterhalb des Kastensterns beta UMa zu finden ist, mit dem 40mm-Übersichtsokular war die Galaxie ausgehend des hellen 44 UMa schnell gefunden. Im 9mm-Okular konnte ich sie aufblitzen sehen, nochmal besser war’s dann im 6mm bei 250-facher Vergrößerung. 2014G hat zwar aktuell die gleiche Leuchtkraft wie 2014J, gegenüber den 12 Millionen Lichtjahren von M 82 ist jedoch NGC 3448 rund 70 Millionen Lichtjahre entfernt, weshalb auch die Supernova 30 Mal visuell schwächer erscheint. Mit zwei Umgebungssternen von 14,2 und 14,7mag Helligkeit schätzte ich diese Sternexplosion auf etwa 14,4mag.

29.01.2014

Supernova 2014J sogar ohne Teleskop machbar!

Peter Ens

Mittlerweile ist die Supernova 2014J in M 82 doppelt so hell wie noch zur Entdeckung am Dienstagabend; übereinstimmend mit visuellen Schätzungen und V-Band-Fotometrie hat sie aktuell eine Helligkeit von 11,0mag. Am Freitagabend hat der schweizer Astrofotograf Peter Ens ebenfalls seinen Blick auf die ferne Sternexplosion gerichtet – jedoch ohne Teleskop! Er brauchte nur seine Canon EOS 5D Mark III, ließ das Zielgebiet lediglich 20 Sekunden lang belichten und schon war die Supernova im Kasten! Ein Ausschnitt der 5×3,5 Grad abdeckenden Aufnahme mit dem Galaxienpaar M 81/82 zeigt bereits deutlich Sterne 14. Größenklasse und mitten in dem unregelmäßigen Nebelfleck M 82 ist die SN 2014J als markanter Stern erkennbar.

26.01.2014

Es geht immer noch exotischer: Neutronenstern in Riesenstern entdeckt?

Astrophysiker haben vermutlich ein fehlendes Verbindungsstück, ein Missing Link, für die Untersuchung der energiereichsten Sternexplosionen im Universum entdeckt. Nach heutigem Verständnis sollen die hochenergetischen Gammastrahlenausbrüche, sog. Gamma-Ray Bursts (GRBs), durch eine Hypernova (langer Gammablitz) bzw. die Kollision von zwei Neutronensternen (kurzer Gammablitz) entstehen. Nur mit diesen Modellen ist es möglich, einen Mechanismus für die unvorstellbare Energiefreisetzung zu finden. Doppelsternsysteme aus zwei Neutronensternen (etwa ein Dutzend sind bisher bekannt) gelten als potentielle Kandidaten, für die Erklärung von kurzen Gammastrahlenblitze, und eine neue Entdeckung eines exotischen Sterns in der Kleinen Magellanschen Wolke am Südhimmel könnte ein weiteres Puzzlestück darstellen.

1974 haben die Theoretiker Kip Thorne und Anna Zytkow einen theoretisch denkbaren Riesenstern berechnet, in dessen Inneren sich ein Neutronenstern befindet. Dieser exotische Sterntyp wird heute als Thorne-Zytkow-Objekt (TZO) bezeichnet. Bereits 1994 vermutete man, dass der veränderliche Stern U Aqr so ein theoretischer Exot sein könnte, und auch bei dem Zentralstern des Supernovaüberrests RCW 103 hielt man es für möglich. Doch als nun bester Kandidat für ein TZO gilt ein kürzlich am 06. Januar von Astrophysikerin Emily Levesque neu vorgestellter Riesenstern. Auf das exotische Objekt stieß sie bei Beobachtungen von 22 Überriesen in der Kleinen Magellanschen Wolken mit einem der 6,5m-Magellan-Teleskope. Das Spektrum verriet dabei sehr ungewöhnliche chemische Auffälligkeiten, die sich als Überschuss von Lithium, Rubidium und Molybdän darstellten. Das Ergebnis dieser ersten spektroskopischen Analyse passt sehr gut in die TZO-Theorie von Neutronensternen im Inneren von Riesen- und Überriesen, so dass man bereits jetzt von einem „excellent candidate“ spricht. Mehr wurde bei der Ankündigung auf der AAS-Tagung allerdings nicht verraten und auch eine eigene Anfrage zu Details wurde mit dem Hinweis auf ein Presse-Embargo beantwortet.

Falls der exotische TZO-Überriese bestätigt werden sollte, dann wäre das eine wichtige Entdeckung für die Entstehung von Neutronenstern-Doppelsystemen und damit zur Theorie von Gammastrahlenausbrüchen. Denn denkbar ist folgender Entwicklungsweg: Ein Partner eines massereichen Doppelsternsystems explodiert als Supernova und hinterlässt einen Neutronenstern, der schließlich vom anderen Überriesen verschluckt und sich dessen Kern immer weiter annähern wird. Wenn der Riesenstern dann ebenfalls als Supernova explodiert, ist nur noch ein enges Paar aus zwei Neutronensternen übrig, dass letztlich in einem ungeheuren Gammastrahlenblitz verschmelzen wird.

Übrigens wird der Name Kip Thorne dieses Jahr noch öfters im Zusammenhang mit dem neuen Science-Fiction-Film „Interstellar“ zu hören sein.

26.01.2014

Wird die Supernova 2014J nur 10,5mag hell?

Wilfried Bongartz

Nachdem jetzt der Entdeckung der 11,7mag hellen Supernova 2014J (meine erste Beobachtung) am Dienstagabend jetzt exakt drei Tage vergangen sind, ist nun mal Zeit für ein Update zum Stand der Dinge. Inzwischen hat sich die anfängliche Euphorie, die bezüglich des „neuen Sterns“ in M 82 am Mittwoch die gesamte Astroszene erfasst hatte, sichtbar gelegt.

Allein die geringe Entfernung von nur 12 Millionen Lichtjahren hat für viel Rummel gesorgt. Ist sie nun die erdnächste Supernova seit 21 (SN 1993J) oder 27 Jahren (SN 1987A) bzw. ist es der erdnächste Supernova-Typ Ia seit fast 150 Jahren? Mein Beitrag dazu war: SN 2014J hätte theoretisch das Zeug zur hellsten Supernova für die Nordhalbkugel seit fast 130 Jahren (SN 1885A). Zumindest steht fest, dass es tatsächlich die erdnächste Supernova vom Typ Ia überhaupt ist, die als solche bereits während der Explosion klassifiziert wurde. Eine weitere Besonderheit bei 2014J war eigentlich nicht die Entdeckung selbst, sondern viel eher die Nichtentdeckung, denn vom 14. bis zum 21. Januar blieb sie vollkommen unbemerkt – sogar bei einer Live-Teleskopbeobachtung im Web vergangenes Wochenende. Erst am 21. Januar gegen 20:00 MEZ entstand das Entdeckerfoto in der Sternwarte der University of London; als Erstentdecker gelten ein Dozent mit seinen Studenten.

Außerdem sorgte am Mittwoch das mögliche Helligkeitsmaximum für viel Gesprächsstoff. Mit der bekannten Entfernung von M 82 und den größtenteils vergleichbaren Leuchtkräften von Typ-Ia-Supernovae ließ sich direkt errechnen, dass 2014J im Maximum heller als 9,0mag werden sollte, was schon mit einem 8×40-Fernglas erreichbar ist. Allerdings stand schon in einer der ersten Meldungen, dass die Supernova durch Staub in der unregelmäßigen Galaxie M 82 gerötet erscheint. Mit dieser deutlichen Rötung („significant reddening“) und der nachträglichen Lichtkurven-Auswertung für die Woche vor der Entdeckung, zeigt sich mittlerweile ganz klar, dass wir nicht die volle (theoretisch mögliche) Helligkeit sehen werden. Und wie hell wird die Supernova 2014J nun werden? Wenn ich mir den langsamen Anstieg bei den aktuellen Helligkeitsschätzungen so ansehe, rechne ich eigentlich nur noch mit allerhöchstens 10,5mag. Ich vermute, dass das Maximum irgendwo zwischen 10,5 und 11,0mag erreicht werden wird. Zurzeit ist sie immer noch um die 11,3mag hell. Und dadurch, dass die Supernova innerhalb des hellen Galaxienfleckchens steht, ist auch ein Erkennen selbst mit einem Großfernglas keine leichte Sache.

24.01.2014

Erste Beobachtung der Supernova 2014J mit 3 und 12 Zoll

Wilfried Bongartz

Vor 12 Millionen Jahren explodierte in der nahen Galaxie M 82 eine Sternleiche von etwa Erdgröße und das Licht dieser eine Milliarde Sonnen leuchtkräftigen Explosion wurde auf die Reise geschickt. Währenddessen breiten sich die Affen auf einem fernen blauen Planeten aus und einer von ihnen, genetisch 1,6 Prozent mit den Schimpansen verwandt, erobert die gesamte Erde. Der Mensch studiert die Entstehung der Natur und blickt in die Schönheit des Universums. Und gut 23 Stunden nach der Entdeckungsmeldung fiel das weit gereiste erste Licht dieser fernen Sternexplosion durch die Linsen eines kleinen Fernrohrs und erreichte mein Auge.

Angesichts der wolkenverhangenen nächsten Tage hatte ich gestern natürlich gehofft, dass sich der klare Himmel noch bis zum Abend hält. Den ganzen Mittwoch war – vor allem bei Twitter (#Supernova, #M82) – die komplette Astrogemeinde in heller Aufregung wegen der entdeckten 11,7mag hellen Supernova in M 82, die jedoch offensichtlich eine Woche lang übersehen worden ist; sie soll sich sogar bis zum 11. Januar zurückverfolgen lassen. Außerdem war die Supernova 2014J (Helligkeitsschätzungen), wie sie seit heute Vormittag offiziell heißt, bereits vor ein paar Tagen live im Web-TV einer Virtual Star Party zu sehen – und keiner hat’s gemerkt. Gestern Abend hielt sich zum Glück der wolkenlose Himmel. Zum Sonnenuntergang hatte ich noch Astrofotograf Wilfried Bongartz von der Volkssternwarte Bonn (VSB) informiert und wenige Stunden später wurde die oben gezeigte Aufnahme schon online. Das angekündigte Wolkenband hatte sich also schön Zeit gelassen, so dass ich um 18:30 MEZ auf der Terrasse mit der Beobachtung begann. Nachdem ich nach etwas Sucherei mit dem 80mm-Teleskop das markante Galaxienpaar gefunden hatte (Aufsuchkarte), ging ich mit 82x sofort auf maximale Vergrößerung und mit etwas Geduld wurde an der Wahrnehmungsgrenze tatsächlich ein kleines Sternchen in M 82 sichtbar: 2014J. Neben meiner Sichtung mit einem 3-Zöller sind mir von letzter Nacht noch positive Beobachtungen mit 100mm und 130mm Öffnung bekannt.

Eine Helligkeitsschätzung war so nicht möglich, dafür musste der 12-Zöller her. Ich wusste wie schwer sich Supernova-Helligkeiten schätzen lassen, wenn sie innerhalb eines hellen Galaxienkörpers stehen, aber wie sehr beeinflusst das das Kontrastproblem die Erkennbarkeit/Wahrnehmung? Noch dazu kam, dass mir z.b. ein 10,7mag-Stern schwächer als ein 10,2mag-Stern erschien. Nach längerer Beobachtung am 12-Zöller mit verschiedenen Vergrößerungen – und so viele Sterne 11. Größe gibt es nicht in direkter Nähe von M 82 – habe ich die Supernova 2014J auf 11,7mag geschätzt. Als Abschluss schwenkte ich nach 21:00 MEZ noch auf den strahlend hellen Jupiter, auf dem gerade der Große Rote Fleck durch den Meridian ging und zudem von Ios Schatten begleitet wurde.

23.01.2014

Die Rekonstruktion von Einsteins „größter Eselei“

Mit Albert Einstein werden am meisten zwei Dinge in Verbindung gebracht: E=mc² und seine oft zitierte „größte Eselei“. Die berühmte Formel stammt nachweislich aus seiner Feder, aber wie sieht es mit dem bekannten Ausspruch zur kosmologischen Konstanten aus? Lassen sich diese zwei Worte auf Albert Einstein zurückführen? Hat das Genie tatsächlich selber von seiner „größten Eselei“ gesprochen? Die Spur führt Einstein-Forscherin Galina Weinstein direkt zu George Gamows 1970 posthum veröffentlicher Autobiografie. Aus dem Englischen übersetzt heißt es dort: „Als ich viel später mit Einstein kosmologische Probleme diskutierte, bemerkte er, dass die Einführung der kosmologischen Konstanten die größte Eselei [biggest blunder] seines Lebens sei.“ Das ist der Ursprung. Ähnliches lässt sich in einem Artikel von 1956 nachlesen, wo Gamow ebenfalls über Einsteins Bemerkung von der „größten Eselei seines ganzen Lebens“ sprach. Briefe oder andere Aufzeichnungen zwischen Gamow und Einstein existieren nicht, so dass man sich heute nur der Zeit annähern kann, wann Einstein seine „größte Eselei“ dem Fachkollegen gegenüber erwähnt haben könnte. Wie Weinstein in ihrem Artikel beschreibt, fanden die kosmologischen Gespräche zwischen den beiden großen Physikern vermutlich in den 1940er statt.

Zweifel an der 1917 eingeführten kosmologischen Konstanten kamen Einstein schon früh: 1919 war sie bereits „ernsthaft schädlich für die formale Schönheit der Theorie“ und 1947 beschrieb er sie in einem Brief an Lemaitre als „widerwärtig“ [very ugly]. In einem völlig anderen Zusammenhang sprach Einstein in einem 1922 verfassten Brief an Max Born von einem „monumentalen Bock“ [biggest blunder]; Born machte daraus später einen „kapitalen Bock“ [capital blunder]. Vielleicht hat Einstein im Gespräch mit Gamow zwar das Wort „Bock“ [blunder] oder auch „monumentaler Bock“ [biggest blunder] gebraucht, aber Gamow machte daraus schließlich den „biggest blunder he ever made in his life“ und der heute berühmte (deutsche) Einstein-Ausspruch war geboren. In der deutschen Literatur taucht das Zitat von der „größten Eselei“ erstmals 1983 in der Aufsatzsammlung „Die Zeit“ auf. Offensichtlich scheint es also lediglich der deutschen Übersetzung geschuldet zu sein, dass Einsteins selbsternannter Fehler bezüglich seiner kosmologischen Konstanten heute mit diesen berühmten Worten verbunden ist.

23.01.2014

Supernova in M 82 ist bereits 11,7mag hell

Bei Supernova-Entdeckungen geht immer alles ganz schnell: Gestern Abend kurz vor 20:00 MEZ wurde in der Galaxie M 82 eine mögliche Supernova entdeckt, überprüfende Aufnahmen von heute früh 3:30 MEZ zeigten bereits einen visuell 11,7mag hellen „neuen Stern“ und gegen 7:00 MEZ wurde schließlich ein bestätigendes Spektrum aufgenommen. Mit dem an einem 3,5m-Teleskop in New Mexico aufgenommenen Spektrum, das anhand von Siliziumlinien Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Explosion von 20.000 km/s verrät, wurde der Kandidat direkt als Typ-Ia-Supernova klassifiziert; hier hat es also einen Weißen Zwerg von etwa Erdgröße schlagartig komplett zerrissen. Bis zum Maximum sollen es noch 14 Tage sein, somit würde es in die erste Februarwoche fallen. Die Supernova hat immer noch die vorläufige Kennung PSN J09554214+6940260, aber schon bald wird die übliche Supernova-Nummer (vermutlich SN 2014J) folgen.

Schon jetzt lässt sich die neue Supernova mit einem kleinen 3-Zöller beobachten, während des Maximums wird sie sicherlich mindestens so hell wie die Fernglas-Supernova 2011fe in M 101 werden und wenn nicht allzu viel Staub in der 12 Millionen Lichtjahre fernen M 82 die Lichtkurve beeinträchtigt, könnte sie sogar heller als 9,0mag werden. Somit hat sie theoretisch das Zeug zur hellsten Supernova auf der Nordhalbkugel seit fast 130 Jahren (SN 1885J). Aufgrund ihrer geringen Entfernung wurde außerdem sofort über mögliche Neutrinos spekuliert, aber nachweisen lassen sie sich trotzdem nicht. Mittlerweile tauchen im Web auch die ersten Supernova-Aufnahmen von Amateuren auf: z.b. hier und hier (Vorher-Nachher-Animation). Diese Übersicht dokumentiert sehr schön, dass die Sternexplosion eigentlich sogar schon am 14./15. Januar auftauchte, aber das automatische Suchprogramm fand sie einfach zu hell. Die neue Supernova ist also zum Teil auch eine Amateurentdeckung.

22.01.2014


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