Astronomen registrieren erstmals die nicht-sphärische Geometrie der Supernova-Explosion SN 2024ggi

Eine internationale Forschergruppe hat erstmals die Form der Explosion der Supernova SN 2024ggi in ihrer frühesten, flüchtigsten Phase dokumentiert. Dies lieferte entscheidende empirische Daten über die Geometrie des Materieauswurfs genau in dem Moment, als dieser die Oberfläche des Vorgängersterns durchbrach. Dieses kosmische Ereignis ereignete sich in der Spiralgalaxie NGC 3621, die sich im Sternbild Hydra befindet und etwa 22 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.

Die Supernova SN 2024ggi wurde erstmals am 10. April 2024 registriert. Dank der außergewöhnlichen Schnelligkeit der beteiligten Wissenschaftler konnten die Beobachtungen mithilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) bereits am 11. April beginnen – nur 26 Stunden nach der Entdeckung. Diese sogenannte „Durchbruchsphase“ währte lediglich wenige Stunden. Die zeitnahe Reaktion war daher von größter Bedeutung, um Informationen zu gewinnen, die bei späteren Beobachtungsstadien nicht mehr zugänglich gewesen wären. Ein zentraler methodischer Durchbruch war der Einsatz der Spektropolarimetrie mit dem FORS2-Instrument am VLT, wodurch es möglich wurde, die Geometrie der Lichtquelle zu bestimmen, die aus dieser Entfernung lediglich als punktförmiges Objekt erscheint.

Die gewonnenen Daten enthüllten, dass der anfängliche Materieausstoß keineswegs sphärisch war. Stattdessen zeigte er eine längliche, an eine Olive erinnernde Form. Dieses Ergebnis deutet auf eine ausgeprägte axiale Symmetrie hin, die von den allerersten Augenblicken der Katastrophe an bestand. Während sich die Materie weiter ausdehnte und mit der Umgebung interagierte, flachte diese Form allmählich ab. Die Achse der Symmetrie blieb jedoch unverändert. Dies liefert einen starken Hinweis darauf, dass die inneren Bedingungen des Sterns, seine Rotation oder sein Magnetfeld im Moment des Kollapses eine bevorzugte Ausstoßrichtung vorgegeben haben könnten.

Der Vorgängerstern von SN 2024ggi wurde als Roter Überriese identifiziert. Seine geschätzte Masse lag zwischen 12 und 15 Sonnenmassen, und sein Radius übertraf den der Sonne um etwa das 500-fache. Solche massereichen Sterne beenden ihr Leben typischerweise durch einen gravitativen Kernkollaps, der zu einer Supernova vom Typ II führt. Die detaillierte Untersuchung dieser frühen Geometrie ermöglicht es Astrophysikern, die theoretischen Modelle, welche die Explosionen massiver Sterne steuern, präziser zu kalibrieren und zu verfeinern.

An der Untersuchung waren zahlreiche Experten beteiligt, darunter Yi Yang von der Universität Tsinghua, der den Beobachtungsantrag initiierte, sowie die Co-Autoren Dietrich Baade und Ferdinando Patat von der Europäischen Südsternwarte (ESO). Die frühzeitig aufgenommenen Spektren zeigten zudem schmale Emissionslinien, darunter H, He I, C III und N III. Archivdaten der Weltraumteleskope „Hubble“ und „Spitzer“ halfen dabei, das Profil des Vorläufers über Jahre hinweg zu rekonstruieren, was seinen Status als einzelner Roter Überriese bestätigte. Dieser Erfolg, der in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, unterstreicht die Effizienz internationaler Koordination und schafft die Grundlage für die statistische Erfassung der Formen stellarer Explosionen.