Sternexplosionen: Keine Gammastrahlung von Supernova in Messier 101

Wachtposten | Seit dem Jahr 2008 durchmustert der NASA-Forschungssatellit Fermi den Himmel nach Gammastrahlen. Im Fall der Supernova SN 2023ixf konnte mit ihm keine Gammastrahlung der Sternexplosion aufgefangen werden.

Am 18. Mai 2023 leuchtete in der etwa 22 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Spiralgalaxie Messier 101 (M 101) die Sternexplosion SN 2023ixf auf. Die Kernkollaps-Supernova vom Typ II strahlte so hell, dass sie selbst in kleineren Amateurteleskopen gut zu beobachten war. Innerhalb weniger Stunden nach ihrem Beginn wurden alle möglichen professionellen Teleskope und Satelliten auf M 101, die wegen ihrer Gestalt auch als Feuerradgalaxie bekannt ist, gerichtet, darunter der Gammastrahlensatellit Fermi.

Aber zur Überraschung des Forschungsteams um Guillem Martí-Devesa von der Universität Innsbruck gelang es nicht, Gammastrahlung von SN 2023ixf aufzufangen, obwohl sich die Explosion in vergleichsweise kosmischer Nähe ereignet hatte. Den gängigen Theorien zufolge sollten bis zu zehn Prozent der bei einer Supernova dieses Typs abgestrahlten Energie in Form von Gammastrahlung freigesetzt werden. Nach den Ergebnissen mit Fermi wurden bei dieser Sternexplosion höchstens ein Prozent oder noch weniger von der Supernova abgegeben.

Die Erde wird täglich von einer Unmenge an Teilchen der kosmischen Strahlung getroffen, was für uns ohne Folge ist, da die Teilchen vom Erdmagnetfeld und der Atmosphäre abgefangen werden. Bei etwa 90 Prozent von ihnen handelt es sich um Wasserstoffkerne, also Protonen, der Rest sind geladene Partikel schwererer Elemente und Elektronen. Alle diese Teilchen werden wegen ihrer elektrischen Ladung auf dem langen Weg zu uns durch kosmische Magnetfelder abgelenkt, so dass sie uns keine Informationen über den Ort ihrer Quellen liefern können.

Wenn aber die bei SN 2023ixf freigesetzte kosmische Partikelstrahlung auf die Materie im unmittelbaren Umfeld des explodierenden Sterns trifft, treten die Teilchen in Wechselwirkung mit dieser, wobei große Mengen an Gammastrahlung entstehen. Gammastrahlung gehört zu den sehr energiereichen elektromagnetischen Wellen und wird nicht von Magnetfeldern abgelenkt. Sie kommt somit auf direktem Weg zu uns. Dennoch konnte der Satellit Fermi während einer vierwöchigen Beobachtungsphase keine Gammastrahlung von SN 2023ixf auffangen. Möglicherweise geht dies auf eine inhomogene Verteilung von Materie um den explodierten Stern zurück, so dass nur wenig Gammastrahlung in unsere Richtung frei wurde.