Hallo liebe Sternfreunde,
im Januar diesen Jahres hatte ich in einem Beitrag den Supernovaüberrest (SNR) Puppis A vorgestellt. Leider komme ich erst jetzt dazu, den Beitrag fortzuführen. Das Thema ist derart komplex, dass es in diesem Rahmen auch darauf ankommt, Sachen wegzulassen.
Seit Beginn der 70er Jahre des vorigen Jahrhunderts wurde der SNR im Röntgenbereich intensiv erforscht. Die Erforschung dauert bis heute an. Diverse Röntgensatelliten waren hierzu im Einsatz: Uhuru, Copernicus, Einstein, Rosat, Chandra, Einstein-Probe. Die Röntgenstrahlung war bereits 1967 vorausgesagt worden, der Nachweis gelang 1970/71 mit Höhenforschungsraketen. Der SNR wurde als Überrest einer Supernova vom Typ II (Kernkollaps-SN) bestätigt. Schnell wurde erkannt, das Puppis A zu den hellsten Röntgenquellen am Himmel zählt. Ich habe hier einmal eine Aufnahme des Röntgensatelliten Chandra in meine Originalaufnahme eingefügt.
Uneinheitlich war von Beginn an die Angabe der Entfernung des SNR. Hier haben sich aber zwei Entfernungsangaben heraus kristallisiert: ca 1.2-1.3kpc und 2.0-2.2kpc. Nach neusten Forschungen tendiert man zu dem kleineren Wert.
Die beobachtete Röntgenstrahlung rührt von der Schockfront her, wenn die expandierende Hülle des SNR auf das interstellare Medium trifft. Hier ist die Unterscheidung wichtig: Gehören untersuchte Röntgenstrukturen zum SNR Puppis A oder zu dem vorgelagerten Vela-SNR. Das war Gegenstand vieler Arbeiten und recht knifflig. Schließlich herrscht immer noch Uneinigkeit darüber, ob die expandierende Hülle bereits merklich durch das interstellare Medium abgebremst wurde. Dies hat direkten Einfluss auf die Bestimmung des Explosionszentrum (EC) und auf das Alter der Supernova.
Die Festlegung des EC wurde anhand von Bestimmungen der Expansionsgeschwindigleit an extrem sauerstoffreichen Filamenten im Optischen vorgenommen (Winkler et. al. 1988 - die pdf im Netz enthält leider Fehler). Bei diesen Filamenten ist es sinnvoll davon auszugehen, dass sie aus dem Innern des explodierten Sternes stammen. Die Expansionsgeschwindigkeit wurde mit 1500km/s angegeben. Das Alter der SN mit 3700 +/-300 Jahren angegeben, bei einer angenommenen Entfernung von 2kpc.
1997 wurde durch den Röntgensatelliten ROSAT der Neutronenstern RX J0822−4300 entdeckt. Kein Pulsar, sondern ein sog. CCO (Central Compact Object - die Astronomen haben wirklich für alles eine Abkürzung). Diese CCO besitzen schwache Magnetfelder, sind zumeist radioleise und emittieren thermische Röntgenstrahlung (im Unterschied zu den Pulsaren, wo man ja Synchrotronstrahlung hat). Am erstaunlichsten war bei diesem CCO aber die abnorm hohe Eigenbewegung. Sie wurde zuerst mit 1500km/s angegeben, was den Theoretikern Kopfschmerzen bereitete. Denn selbst bei Annahme eines asymmetrischen Kicks bei der SN-Explosion, der dem CCO solche Geschwindigkeit zufügt, ist diese hohe Eigengeschwindigkeit nur schwer zu erklären. Diese Geschwindigkeit brachte dem Neutronenstern den Namen "kosmische Kanonenkugel" ein. In den folgenden Jahrzehnten konnten die Messungen immer weiter präzisiert werden. Die Ergebnisse wurden in zwei Arbeiten (Winkler et.al. 2012 bzw. Winkler et.al. 2020) mitgeteilt: Für die Eigenbewegung µ ergab sich
2012: µ = 71 +/-12 mas/y v= 672 +/- 115 km/s Messzeitraum 10 1/2 Jahre
2020: µ = 80 +/-7 mas/y v= 763 +/- 73 km/s Messzeitraum 19 Jahre.
mas/y bedeutet Millibogensekunden pro Jahr. Geschwindigkeiten sind auf eine Entfernung von 2kpc berechnet. Es sind projizierte Geschwindigkeiten. Nämlich auf die Ebene senkrecht zur Sichtachse projiziert. Die tatsächlichen Gerschwindigkeiten (relativ zum Explosionszentrum) sind höher. Aber man sieht: Die Geschwindigkeiten konnten etwa halbiert werden. Die angegeben Fehler muten vielleicht ziemlich groß an. Man muss jedoch beachten, dass die Röntgenpositionen des Neutronensterns kaum genauer als 0.5" sind. Das liegt an der Kompliziertheit der Röntgenoptik. Eine höhere Genauigkeit würde die Röntgensatelliten (heute) einfach zu schwer werden lassen. Nun, die Autoren haben sich damit beholfen, dass sie als Anschlussobjekte für die Messungen Punktröntgenquellen genommen haben, die einem Stern der Gaia3-Durchmusterung zugeordnet werden konnten. Damit waren die Positionen dieser Anschlussobjekte mit voller Gaia3-Genauigkeit bekannt, also wenigstens tausendmal genauer.
Am Ende der 2020er Arbeit erscheint eine bildliche Darstellung, die ich hier mal wiedergebe, weil sie einfach interessant ist:
Hier sind 1, 2 und 3 die Orte möglicher Explosionszentren von Puppis A. 1: Das EC nach Winkler et.al. von 1988. 2: EC nach einer Arbeit von Aschenbach (2015), sowie 3: EC, die von Daten der Radioastronomie abgeleitet wurden. Zusätzlich ist die Trajektorie des CCO RX J0822−4300 eingezeichnet, mit Markierungen jeweils tausend Jahre. Bei diesem kompakten Objekt kann man mit Sicherheit annehmen, dass es durch das interstellare Medium nicht abgebremst wird. Bezogen auf ein EC 1 kann man dann einfach das Alter der Supernova mit 4600 Jahren ablesen. Dieses Alter wird auch in der Arbeit angegeben. Die alternastiv ermittelten ECs 2 und 3 führen hingegen auf ein Alter von nur ca. 2000 Jahren! Und hier wird das dann so richtig interessant! Das soll aber Gegenstand des dritten Teils sein.
Viele Grüße
Micha