Hallo liebe Sternfreunde,
diesen dritten Teil über den SNR Puppis A wollte ich eigentlich viel eher bringen. Der Grund ist der, dass ich an einer Stelle mit den Recherchen nicht vorangekommen bin (siehe weiter unten). Dieser SNR ist nun bereits weit mehr als 50 Jahre Gegenstand intensiver Untersuchungen. Da mag es überraschen, dass so wichtige Parameter wie das Alter der Supernova oder die Entfernung immer noch nicht zweifelsfrei feststehen. Ich bringe hier noch einmal die Abbildung, die ich am Ende des zweiten Teiles eingebunden hatte.
Die Kreuze geben die möglichen Explosionszentren wieder: "1" (mit Fehlerellipse) nach den kinematischen Untersuchungen von Winkler et.al. (1988); "2" nach der Arbeit von B. Aschenbach (2015) - siehe weiter unten; "3" nach neueren radioastronomischen Untersuchungen. Schließlich ist die Trajektorie des zentralen Neutronensternes RX J0822−4300 gegeben. Sie ist im Abstand von 1000 Jahren skaliert.
Im Jahre 2016 erschien der bedeutende Aufsatz von E.M.Reynoso, S. Cichowolski und A.J.Walsh., "A high-resolution HI study towards the supernova remnant Puppis A and its environments", eine Untersuchung anhand der 21cm-Linie des neutralen Wasserstoffs mit bisher unerreichter Genauigkeit.
Die 21cm-Linie (Übergang von Parallel- zu Antiparallelstellung der Spins von Proton und Elektron) ist in der Radioastronomie von fundamentaler Bedeutung. Neutraler Wasserstoff ist praktisch überall im Universum vorhanden. Außerdem vermag diese Radiostrahlung mühelos den interstellaren Staub zu durchdringen. Aufgrund des Dopplereffekts lassen sich Radialgeschwindigkeiten sehr genau bestimmen. Auf diese Weise gelang eine genau Radiokartierung der Rotationsstruktur incl. der Lage der Spiralarme unserer Milchstraße. Dies war ein direkter Nachweis von dunkler Materie innerhalb der Galaxis. Die Rotationsgeschwindigkeit nimmt mit größer werdender Entfernung zum Milchstraßenzentrum viel langsamer ab, als dies nur unter Berücksichtigung der sichtbaren Materie der Fall wäre. Setzt man nun diese Rotationsstruktur als bekannt voraus, so kann man durch Messungen der Radialgeschwindigkeit des zu untersuchenden Objektes durch einfache geometrische Überlegungen die Entfernung dieses Objekts bestimmen. Eine auf diese Art bestimmte Entfernung heißt "kinematische Entfernung". Sie ergibt sich aus einer einfachen Dreiecksberechnung, wobei die Entfernung Objekt-Milchstraßenzentrum (MZ), die Entfernung Sonne-MZ, und der bekannte Winkel MZ-Sonne-Objekt eingeht.
Schwierigkeiten bei der Untersuchung ergeben sich daraus, dass man alle diejenigen Signale aussondern muss, die nicht mit dem SNR in Verbindung stehen. Z.B. ist in dem Aufsatz sogar die Rede von extragalaktischen HI-Signalen. Ferner muss auch der nahegelegene Vela-SNR berücksichtigt werden. Die kinematische Entfernung des Puppis A-SNR wird mit (1.3 +/-0.3) kpc angegeben, eines der stärksten Argumente für diese Entfernung. Weiterhin wurde eine "HI-Blase" entdeckt, d.i. ein Raum, in dem neutraler Wasserstoff praktisch fehlt, weil er durch die Supernova freigeblasen wurde. Leider bietet der Aufsatz keine konkreten Angaben zur Lage des Explosionszentrums (EC). Ich kann nur vermuten, dass das EC mit dieser Blase und deren Bewegung korrespondiert. Ich habe sehr viel dazu im Netz recherchiert (s.o.), leider ohne Erfolg.
Schließlich findet sich in dem Aufsatz noch ein Vergleich zu Arbeiten über die Röntgenabsorption an neutralem Wasserstoff, die die Entfernung zu (1.2+/-0.2) kpc angeben, ein zweites starkes Indiz für die geringere Entfernung.
Die geringere Entfernung hat auch unmittelbare Auswirkungen auf die Geschwindigkeit des zentralen Neutronensternes. Diese ist nämlich in der Literatur unter Annahme eine Entfernung von 2 kpc erfolgt. Die Eigengeschwindigkeit dieses Neutronensterns wird dann weniger als 500 km/s, das ist theoretisch einfacher zu erklären als die deutlich höheren Geschwindigkeiten in der Literatur (672 bis z.T. >1000 km/s)
Wie auch immer, in dem Katalog von 294 galaktischen SNR (D. A. Green, 2019) ist das Zentrum des Puppis A-SNR wie in der oberen Abbildung angegeben. Sollte das stimmen, dann hätte das unmittelbare Auswirkungen auf das Alter der Supernova. Diese lässt sich ja einfach anhand der Trajektorie des zentralen Neutronensternes ermitteln, und liegt demnach bei ca. 2000 Jahren. Dass ist schon ein Alter, bei dem die Suche nach historischen SN-Beobachtungen Sinn macht.
Und eben dies ist (auch) der Inhalt der Arbeit von B. Aschenbach (2015): Age and distance of Puppis A revised - the supernova remnant of the ´Star of Bethlehem'.
Aschenbach geht einerseits davon aus, dass eine deutliche Abbremsung der durch die SN ausgeworfenen Materie bereits stattgefunden hat, andererseits betrachtet er die Expansion der SN-Hülle als axialsymmetrisch (nicht kugelsymmetrisch), mit einer Symmetrieachse etwa in Bewegungsrichtung des zentralen Neutronensternes. Unter diesen Annahmen leitet er ein Alter der SN von (1990+/-150) Jahren ab. Unter Annahme der Entfernung von 1.3 kpc kommt er im Vergleich mit anderen SN des Typs IIb auf scheinbare Maximalhelligkeit von -7mag sowie einer Helligkeit des Vorgängersterns von 2.8mag.
Vor gut dreißig Jahren (Leitz 1995) konnte ein im alten Ägypten um 1450 v.d.Z. gebräuchliches nächtliches Zeitmesssystem entschlüsselt werden. Es basiert auf Meridiandurchgängen von 47 festen Sternen ("Ramessidische Sternuhr"). Diese Sterne sind als Katalog beispielsweise in die Deckel von Sarkophagen ägyptischer Pharaonen aus dieser Zeit eingearbeitet. Für den Rektaszensions-Bereich von 8h25m wurde der Stern q Puppis als "Kalenderstern" angegeben. Die meridianbasierte Zeitmessung verlangt eine relativ hohe Geanuigkeit in RA (etwa 15 RA-Minuten). Hinsichtlich der Deklination ist sie tolerabler. Der Stern q Pup passt in das Schema, jedoch ist seine scheinbare Helligkeit von 4.44mag sehr gering. Was wäre nun, wenn zur damaligen Zeit der Vorgänger der SN Puppis A noch existiert hätte? Seine Helligkeit wurde ja zu 2.8mag abgeleitet, als Kalenderstern wesentlich plausibler.
Aschenbach untersucht nun mögliche SN-Ereignisse innerhalb des angegebenen Alters auf Grundlage chinesischer Quellen, die in dieser Hinsicht als am zuverlässigsten gelten. Hier sind in dem Zeitbereich keine gesicherten SN-Ereignisse bekannt. Allenfalls ein Ereignis aus dem Jahre 107 u.Z. käme in Betracht, doch wird dieses (zum gegenwärtigen Zeitpunkt) nicht mit einer SN in Verbindung gebracht.
Ebenfalls in den Zeitbereich (1990+/-150) Jahre fällt der berühmte Stern von Bethlehem. Zeitlich soll dieses Ereignis (-7.4 bis +110) u.Z. sichtbar gewesen sein. Leider sind in der Bibel keine Angaben zur Position übergekommen. Die Deutung diese Sterns als SN ist daher fraglich.
Es ist also zu sehen: Viel Genaueres weiß man nicht.
Zum Schluss kommt Aschenbach auf einen dritten SNR zu sprechen, nämlich RX J0852.0-4622, der ihn selbst als Entdecker ausweist (1998). Er trägt den Beinamen "Vela-Junior". Wie Puppis A steht er hinter dem riesigen Vela-SNR. Das Bild unten zeigt eine Röntgenaufnahme des Weltraumobservatoriums eRosita mit den drei SNR. Mittig der riesige Vela-SNR, rechts oben Puppis A und mitte-links der SNR Vela-Junior.
Die Eckdaten Entfernung-Expansionsgeschwindigkeit-Alter wurden bei Vela-Junior ähnlich intensiv diskutiert wie bei Puppis A. Bei Vela-Junior hatten die Astronomen jedoch ausgesprochenes Glück. Es stellte sich heraus, dass der veränderliche Stern Ve 7-27 in physischem Zusammenhang mit der Expansionshülle der SN steht. dieser Stern speist sich aus Material der Expansionshülle. Ve 7-27 ist aber ein Gaia3-Stern, also sind für ihn hochgenaue Parallaxenmessungen verfügbar. Somit konnte die Entfernung auf (1410+/-140) pc präzisiert werden, das Alter der Junior-SN auf 1600-3300 Jahre. Es handelt sich hier um brandneue Erkenntnisse aus 2025/26!
Ich bin gespannt, was die Zukunft so alles an Neuigkeiten bieten wird. Z.B. werden erste Auswertungen der Beobachtungen mit dem Einstein Probe Observatorium noch für dieses Jahr erwartet. es wird also spannend bleiben.
Ich wünsche euch viele schöne klare Nächte
Micha