Jahrelang galt der Tod massereicher Sterne als plötzliches Ereignis. Erst wenn die Explosion aufleuchtet, beginnt die Beobachtung. Neue Radiodaten zeigen nun ein anderes Bild. Astronominnen und Astronomen konnten erstmals die letzten Lebensjahre eines seltenen Sterns rekonstruieren – lange bevor er als Supernova explodierte. Möglich machte das der Blick ins Radiofenster des Alls.
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Eine seltene Supernova rückt ins Rampenlicht
Im Fokus steht eine Supernova vom Typ Ibn. Diese Klasse ist selten und schwer zu fassen. Typ-Ibn-Explosionen entstehen, wenn ein massereicher Stern kurz vor seinem Ende große Mengen heliumreichen Gases verliert. Bei der späteren Explosion trifft die Schockwelle genau auf dieses zuvor ausgestoßene Material.
Untersucht wurde die Supernova SN 2023fyq. Sie explodierte in einer rund 18 Mio. Lichtjahre entfernten Galaxie. Optische Teleskope zeigten früh, dass hier etwas Besonderes geschah. Doch erst Radiobeobachtungen lieferten Hinweise darauf, was sich Jahre vor der Explosion abgespielt hatte.
Radiowellen als Blick in die Vergangenheit
Das Team nutzte das Karl G. Jansky Very Large Array in New Mexico. Über etwa 18 Monate hinweg verfolgten sie schwache Radiosignale der Supernova. Diese Strahlung entsteht, wenn die Explosionsfront auf zuvor ausgestoßenes Gas trifft.
„Wir konnten mithilfe von Radiobeobachtungen die letzten zehn Jahre des Lebens des Sterns vor der Explosion ‚betrachten‘“, sagt Studienleiter Raphael Baer-Way. „Es ist wie eine Zeitmaschine in diese letzten wichtigen Jahre, insbesondere in die letzten fünf Jahre, in denen der Stern intensiv an Masse verlor.“
Radiowellen liefern Informationen, die optisches Licht nicht erfassen kann. Sie reagieren empfindlich auf die Dichte und Struktur des umgebenden Gases. Genau dort liegt der Schlüssel.
Ein Stern verliert die Kontrolle
Die Daten zeigen: Der Stern verlor in den letzten Jahren vor seinem Tod ungewöhnlich viel Masse. Hochgerechnet entspricht das mehreren Tausendstel Sonnenmassen pro Jahr. Für einen Stern ist das extrem.
Auffällig ist auch der zeitliche Verlauf. Der Massenverlust war nicht konstant. In den letzten ein bis drei Jahren vor der Explosion war er besonders stark. Davor ließ er deutlich nach. Das deutet auf einen instabilen Prozess hin, nicht auf einen gleichmäßigen Sternwind.
„Um die Menge an Masse zu verlieren, die wir in den letzten Jahren beobachtet haben, sind mit ziemlicher Sicherheit zwei Sterne erforderlich, die gravitativ aneinander gebunden sind“, erklärt Baer-Way.
Hinweise auf ein Doppelsternsystem
Die Forschenden vermuten, dass der explodierte Stern Teil eines Doppelsternsystems war. Zwei Sterne umkreisen sich dabei eng. Kommt einer dem anderen zu nahe, kann Materie abfließen oder regelrecht herausgerissen werden.
Solche Wechselwirkungen gelten als möglicher Auslöser für den massiven Massenverlust kurz vor der Explosion. Das passt auch zu optischen Vorläuferausbrüchen, die bei SN 2023fyq Jahre vor dem eigentlichen Ereignis beobachtet wurden.
Radiodaten stützen diese Interpretation. Sie zeigen eine schalenartige Struktur des ausgestoßenen Gases. Das spricht gegen einen ruhigen Prozess und für eine kurze, heftige Phase kurz vor dem Ende.
Radioastronomie als neues Werkzeug
Bislang stützten sich Forschende vor allem auf optische Daten. Diese zeigen aber nur einen Teil der Geschichte. Radiobeobachtungen ergänzen das Bild und erweitern den zeitlichen Blick weit nach hinten.
„Raphaels Arbeit hat ein neues Fenster zum Universum geöffnet“, sagt Maryam Modjaz von der University of Virginia. „Sie zeigt, dass wir unsere Radioteleskope viel früher als bisher ansetzen müssen, um diese flüchtigen Signale einzufangen.“
Der Ansatz könnte helfen, weitere seltene Supernovae vom Typ Ibn besser zu verstehen. Vor allem die Frage, wie häufig solche extremen Massenverluste auftreten, steht nun im Fokus.
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