Wolf-Rayet-Sterne sind außergewöhnliche Vertreter in unserer Galaxie, der Milchstraße. Sie verkörpern die letzte Lebensphase der massereichsten Sterne, messen mehr als 20 Sonnenmassen, haben jedoch nur eine sehr kurze Lebensdauer. Zumeist sterben sie einen hellen Tod, der noch Jahrmillionen später zu beobachten ist.

Erstmals ist es Forschern nun gelungen, Spuren solch eines WR-Sterns in einer explodierenden Sternathmosphäre kurz nach dem Kollaps aufzuspüren (Gal-Yam et. al, 2014). Es soll der erste direkte Beweis für die Verbindung eines Vorläufersterns und seiner Supernova sein.

Schon seit dem Jahr 1867 wissen Astronomen um die Existenz von Wolf-Rayet-Sternen (WRSs). Damals entdeckten die beiden französischen Astronomen Charles Wolf und Georges Rayet den Sternentyp. Die Forscher spürten gleich drei davon im Sternbild Schwan auf. Vor fast 150 Jahren eine beeindruckende Leistung. Denn nach heutigen Kenntnissen gibt es unter den 100 Milliarden Sternen in der Milchstraße bloß 600 WRS. 

Dennoch sind sie wichtig. Sie erzeugen – zusammen mit den massereichsten Sternen des Spektraltyps O – einen Großteil der UV-Strahlung in der Galaxis, die wiederum vielfältige Auswirkungen hat. Mit den starken Sternwinden blasen die WR-Sterne viel Material in den interstellaren Raum. Es besteht überwiegend aus chemischen Elementen wie Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff, die aus dem Sterninneren stammen. "Damit leisten die WR-Sterne einen wichtigen Beitrag zum kosmischen Materiekreislauf und zur chemischen Entwicklung einer Galaxis", erklärt der Astrophysiker Wolf-Rainer Hamann von der Universität Potsdam. Ein signifikanter Teil der Elemente, aus denen wir bestehen, sei auf diesem Weg entstanden und ins All katapultiert worden.

Einzigartiger Einblick in den Sternentod

Die Sternenwinde hinterlassen eine Signatur im All, die sich mithilfe von spektrometrischen Analysen aufspüren lassen.

Im Magazin Nature stellen Astrophysiker um Avishay Gal-Yam vom Weizman Institute nun ein Exemplar vor, dessen Abdruck sie im Spektrum der Supernova SN 2013cu entdeckten – nur 15,5 Stunden nachdem der Stern explodiert ist. Solche frühe Phasen wurden schon bei einigen anderen Supernovae spektroskopiert, aber noch nie bei einer vom Typ IIb. Damit geben Gal-Yam und sein Team einen einzigartigen Einblick in das Ende eines Wolf-Rayet-Sterns.

Es gilt in Fachkreisen als sicher, dass WR-Sterne am Ende einen Gravitationskollaps erleiden, der Kern des Sterns stürzt innerhalb weniger als einer Sekunde in sich zusammen. Erreicht der Kern die Dichte von Neutronenmaterie, kommt der Prozess zum Stillstand, die nachfolgende Materie prallt auf und es entsteht eine Supernova-Explosion. Normalerweise. Unter bestimmten Umständen jedoch könnte der Kollaps gleich übergehen zum Schwarzen Loch. Dann kann das Ereignis ziemlich "still" verlaufen – also ohne Explosion.