Es ist eine historische Beobachtung: die live beobachtete Geburt eines Magnetars, einer Art Neutronenstern mit einem außergewöhnlichen Magnetfeld. Diese Entdeckung lüftet endlich den Schleier über den Ursprung bestimmter außergewöhnlich heller Sternexplosionen.
Diese superleuchtkräftigen Supernovae, wie SN 2024afav, die 2024 entdeckt wurde, können bis zu zehnmal heller leuchten als klassische Explosionen. Seit Jahren vermuteten Wissenschaftler, dass sie mit der Entstehung von Magnetaren in Verbindung gebracht werden könnten, konnten dies aber nicht beweisen.
Illustration eines Magnetars, umgeben von einer präzedierenden Akkretionsscheibe
Bildnachweis: Joseph Farah und Curtis McCully, Las Cumbres Observatory
Nach der Theorie von Forschern wie Dan Kasen und Stan Woosley kollabiert ein massereicher Stern am Ende seines Lebens und erzeugt einen ultradichten Kern. Wenn dieser Stern ein starkes Magnetfeld besitzt, verstärkt sich dieses während des Kollapses und erzeugt einen Magnetar. Gleichzeitig beschleunigt die Rotation des Objekts, ähnlich wie ein Eiskunstläufer, der seine Arme anzieht, was zu erstaunlichen Rotationsgeschwindigkeiten führen kann.
Die Analyse von SN 2024afav zeigte ungewöhnliche Muster in ihrer Lichtkurve, vergleichbar mit "Flimmern". Vier Oszillationen entsprachen nicht dem traditionellen Verhalten einer Supernova. Um dieses neuartige Phänomen zu erklären, untersuchten die Astronomen mehrere Hypothesen unter Verwendung der über 200 Tage nach ihrer Entdeckung gesammelten Daten.
Nur die Effekte von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, insbesondere der Lense-Thirring-Effekt, konnten dieses Flimmern genau reproduzieren. Während der sich schnell drehende Magnetar die Raumzeit um ihn herum mitreißt, beginnt eine Akkretionsscheibe aus zurückfallender Materie zu taumeln. Diese Bewegung erzeugt einen stroboskopischen Effekt, der die wahrgenommene Helligkeit moduliert.
Diese mit der Zeit beschleunigende Oszillation erzeugt die aufgezeichneten Helligkeitsschwankungen. Die Berechnungen zeigen, dass das zentrale Objekt sich etwa 238 Mal pro Sekunde dreht und ein Magnetfeld besitzt, das hunderttausende Milliarden Mal stärker ist als das der Erde, was seine Natur als Magnetar bestätigt. Diese Beobachtung stellt somit den seit langem erwarteten greifbaren Beweis dar.
Zum ersten Mal erwies sich die Allgemeine Relativitätstheorie als unerlässlich, um die Mechanik einer Supernova zu beschreiben, und lieferte einen eleganten Nachweis des Zusammenhangs zwischen Magnetaren und superleuchtkräftigen Supernovae. Dieser Durchbruch eröffnet neue Wege zur Untersuchung der extremsten Objekte des Kosmos, wie die Forscher in ihrer Veröffentlichung in der Zeitschrift
Nature berichten.
Quelle: Nature