Zum ersten Mal haben Astronomen das dramatische Ende des Lebens eines Roten Überriesen in Echtzeit abgebildet. Sie beobachteten die rasche Selbstzerstörung eines 120 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt in der Galaxie NGC 5731 beheimateten massereichen Sterns und seinen letzten Todeskampf, bevor er in eine Supernova vom Typ II kollabierte. Unter der Leitung von Forschern der Northwestern University und der University of California, Berkeley (UC Berkeley), beobachtete das Team den Roten Überriesen während seiner letzten 130 Tage vor seiner tödlichen Detonation.

Die im Astrophysical Journal veröffentlichte Entdeckung widerspricht den bisherigen Vorstellungen darüber, wie sich Rote Überriesen kurz vor ihrer Explosion entwickeln. Frühere Beobachtungen zeigten, dass Rote Überriesen vor ihrem Tod relativ ruhig waren – ohne Anzeichen von heftigen Eruptionen oder leuchtenden Emissionen. Bei den neuen Beobachtungen wurde jedoch helle Strahlung von einem Roten Überriesen im letzten Jahr vor seiner Explosion entdeckt. Dies deutet darauf hin, dass zumindest einige dieser Sterne erhebliche Veränderungen in ihrer inneren Struktur durchlaufen müssen, die dann kurz vor ihrem Kollaps zu einem turbulenten Gasausstoß führen.

“Dies ist ein Durchbruch in unserem Verständnis dessen, was massereiche Sterne kurz vor ihrem Tod tun”, sagt Wynn Jacobson-Galán, der Hauptautor der Studie. “Der direkte Nachweis von Aktivität vor einer Supernova in einem Roten Überriesen wurde noch nie zuvor bei einer gewöhnlichen Supernova vom Typ II beobachtet. Zum ersten Mal haben wir einen roten Überriesenstern explodieren sehen.”

Das Pan-STARRS-Teleskop auf Haleakalā, Maui, entdeckte den zum Untergang verurteilten massereichen Stern erstmals im Sommer 2020 anhand der enormen Lichtmenge, die von dem roten Überriesen ausging. Einige Monate später, im Herbst 2020, erhellte eine Supernova den Himmel. Das Team konnte den gewaltigen Lichtblitz schnell einfangen und das allererste Spektrum der energiereichen Explosion mit dem Namen Supernova 2020tlf (SN 2020tlf) erstellen. Die Daten zeigten direkte Beweise für dichtes zirkumstellares Material, das den Stern zum Zeitpunkt der Explosion umgab. Dabei handelt es sich wahrscheinlich um dasselbe Gas, das Pan-STARRS bereits im Sommer beim heftigen Ausstoß des roten Überriesensterns aufgenommen hatte.

“Es ist, als würde man eine tickende Zeitbombe beobachten”, sagt Raffaella Margutti, außerordentliche Professorin am CIERA und Hauptautorin der Studie. “Wir haben noch nie eine so heftige Aktivität in einem sterbenden roten Überriesenstern bestätigt, bei der wir sehen, wie er eine derartig leuchtende Emission erzeugt, dann kollabiert und verbrennt”. Das Team beobachtete SN 2020tlf auch nach der Explosion weiter. Anhand der Daten stellten die Forscher fest, dass der rote Überriesenstern, aus dem SN 2020tlf hervorging, zehnmal so massiv war wie die Sonne.