Was passiert, wenn uns das Universum sowohl Gravitationswellen als auch Licht von demselben Ereignis sendet? Diese seltene Kombination fasziniert Astronomen, da sie eine noch nie beobachtete Art der kosmischen Explosion offenbaren könnte. Ein kürzliches Phänomen mit dem Namen AT2025ulz zeigt Anzeichen sowohl einer Supernova als auch einer Kilonova und verwischt damit die Grenzen zwischen diesen etablierten Kategorien.
Auf der einen Seite markieren Supernovae das spektakuläre Ende der massereichsten Sterne und verteilen Elemente wie Kohlenstoff oder Eisen im Raum. Auf der anderen Seite, und weitaus seltener, treten Kilonovae auf, wenn zwei Neutronensterne kollidieren. Diese Überreste toter Sterne mit extrem hoher Dichte verschmelzen dann und erzeugen noch schwerere Elemente wie Gold oder Uran, die anschließend den Kosmos anreichern.
Künstlerische Darstellung einer hypothetischen Superkilonova. Ein massereicher Stern explodiert in einer Supernova und bringt zwei Neutronensterne hervor. Diese umkreisen sich spiralförmig, bevor sie zu einer Kilonova verschmelzen, wodurch Gravitationswellen und schwere Elemente wie Gold entstehen.
Bildnachweis: Caltech/K. Miller und R. Hurt (IPAC) Das Ereignis AT2025ulz wurde im August 2025 entdeckt. Zunächst zeigte es ein intensives rotes Leuchten, das schnell verblasste und stark an die bisher einzige bestätigte Kilonova, GW170817, erinnerte. Doch nach einigen Tagen begann seine Helligkeit wieder zuzunehmen, nahm einen blauen Farbton an und offenbarte die Signatur von Wasserstoff, beides typische Merkmale einer Supernova.
Darüber hinaus registrierten die Gravitationswellendetektoren LIGO und Virgo ein Signal aus derselben Himmelsregion (Erklärung am Ende des Artikels). Die Daten deuten darauf hin, dass eines der an der Kollision beteiligten Objekte eine Masse von weniger als der unserer Sonne hatte, was für einen klassischen Neutronenstern ungewöhnlich ist. Diese Besonderheit erregte sofort die Aufmerksamkeit der Forscher.
Diese Dualität in den Beobachtungen spaltete die astronomische Gemeinschaft. Einige dachten an eine gewöhnliche Supernova ohne Verbindung zu den Gravitationswellen. Mansi Kasliwal, Hauptautorin einer in
The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Studie, erklärt jedoch, dass das Ereignis perfekt zu keinem der beiden bekannten Modelle passte, was zu der Erwägung einer hybriden Erklärung führte.
Um einen Neutronenstern mit so geringer Masse zu erklären, schlagen Theoretiker daher zwei Szenarien vor. Das erste, Spaltung genannt, würde einen schnell rotierenden Stern sehen, der explodiert und sich in zwei kleine Überreste teilt. Das zweite, Fragmentierung, würde die Bildung einer Materiescheibe um den kollabierenden Stern beinhalten, deren Klumpen sich zu einem Miniatur-Neutronenstern zusammenballen würden.
Aus dieser Perspektive könnten, wenn zwei dieser neu gebildeten Neutronensterne spiralen und schnell verschmelzen, eine Kilonova entstehen, deren Leuchten von den Trümmern der anfänglichen Supernova verdeckt wird. Diese Abfolge, als Superkilonova bezeichnet, muss noch bestätigt werden. Zukünftige Instrumente wie das Vera-Rubin-Observatorium oder das Nancy-Roman-Weltraumteleskop werden entscheidend sein, um andere ähnliche Ereignisse zu entdecken und diese Hypothese zu testen.
Gravitationswellen
Gravitationswellen sind Verzerrungen der Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Sie werden von gewaltsamen kosmischen Ereignissen wie der Verschmelzung von Schwarzen Löchern oder Neutronensternen erzeugt. Vor über einem Jahrhundert von Albert Einstein vorhergesagt, wurde ihr direkter Nachweis erst 2015 vom Observatorium LIGO erbracht, was einen bedeutenden Fortschritt in der Astrophysik darstellte.
Diese Wellen sind äußerst schwach, was ihre Beobachtung sehr schwierig macht. Interferometer wie LIGO, Virgo oder KAGRA nutzen Laser über große Entfernungen, um winzige Schwankungen in der Länge ihrer Arme zu messen. Wenn eine Gravitationswelle vorbeizieht, dehnt und staucht sie den Raum auf kaum wahrnehmbare Weise, aber diese Instrumente sind empfindlich genug, um sie zu erfassen.
Die Detektion von Gravitationswellen öffnet ein neues Fenster zum Universum. Im Gegensatz zum Licht werden sie von Materie nicht absorbiert oder abgelenkt und ermöglichen so die Beobachtung ansonsten unsichtbarer Phänomene, wie etwa die Verschmelzung kompakter Objekte im Herzen ferner Galaxien. Sie liefern ergänzende Informationen zu denen, die mit herkömmlichen Teleskopen gewonnen werden.
Die gemeinsame Untersuchung von Gravitations- und elektromagnetischen Signalen, wie beim Ereignis AT2025ulz, ermöglicht eine genauere Rekonstruktion der Physik dieser Explosionen. Dies hilft, die Natur der beteiligten Objekte, ihre Masse, ihre Rotation und die Prozesse bei katastrophalen Kollisionen zu verstehen.
Quelle: The Astrophysical Journal Letters