Astrochemie

ALMA entdeckt chemisch reiche Sternwiegen im Trümmerfeld einer Supernova

Im 1.600 Jahre alten Überrest RX J1713.7-3946 haben Astronominnen und Astronomen zwei heiße Molekülkerne aufgespürt - einer von ihnen, HC1, zeigt eine komplexe organische Chemie, die sich kaum von gewöhnlichen Sternentstehungsgebieten unterscheidet.

Erstmals haben Astronominnen und Astronomen sogenannte heiße Molekülkerne, dichte und warme Gaswolken um neugeborene Sterne, mitten im Trümmerfeld einer Supernova aufgespürt. Mit dem Radioteleskop-Verbund ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) fand ein Team um Takashi Shimonishi von der Niigata University im Überrest RX J1713.7-3946 zwei solcher Kokons, HC1 und HC2. Im detaillierter vermessenen HC1 wiesen die Forschenden eine chemische Vielfalt nach, die sich kaum von gewöhnlichen Sternentstehungsgebieten unterscheidet, obwohl die Region einst von einer Sternexplosion durchzogen wurde. Für HC2 fehlen der Studie zufolge bislang vergleichbare Daten; die detaillierte chemische Analyse dieses zweiten Kerns soll laut den Autoren in einer künftigen Publikation folgen.

RX J1713.7-3946 ist der Überrest eines massereichen Sterns, der vor rund 1.600 Jahren explodierte. Die aktuelle Studie selbst gibt die Entfernung mit rund 3.650 Lichtjahren (1,12 ± 0,01 Kiloparsec) im Sternbild Skorpius an - präziser als frühere Schätzungen von rund 3.000 Lichtjahren, auf die sich ältere Literatur stützt. Manche Forschende bringen den Überrest mit jener Sternexplosion in Verbindung, die chinesische Hofastronomen im Jahr 393 acht Monate lang als „Gaststern" beobachteten und in etwa so hell wie Sirius beschrieben. Der ursprüngliche Stern hatte mindestens die 15-fache Masse der Sonne.

In der Röntgenschale des Überrests wiesen die Forschenden zwei heiße Molekülkerne nach, HC1 und HC2, die zu jungen, mittelschweren Protosternen der sogenannten Klasse I gehören. Im detailliert analysierten HC1 fanden sie eine Fülle kohlenstoff-, sauerstoff-, stickstoff-, schwefel- und siliziumhaltiger Moleküle, darunter Verbindungen mit bis zu neun Atomen. HC1 misst weniger als 500 Astronomische Einheiten (eine Astronomische Einheit entspricht dem mittleren Abstand von Erde und Sonne), erreicht eine Dichte von rund zehn Millionen Teilchen pro Kubikzentimeter und Temperaturen von mindestens 100 Kelvin, umgerechnet etwa minus 173 Grad Celsius. Für HC2 liegen der Studie zufolge noch keine vergleichbaren Beobachtungsdaten vor, ein direkter Größenvergleich zwischen beiden Kernen ist deshalb nicht möglich.

Bemerkenswert ist der Chemie-Vergleich bei HC1: Die Häufigkeitsverhältnisse mehrerer komplexer organischer Moleküle wie Methylformiat, Dimethylether und Acetaldehyd zu Methanol, dazu von deuteriertem Methanol sowie schwefel- und stickstoffhaltigen Spezies, sind nach Angaben der Forschenden von denen gewöhnlicher Sternentstehungsgebiete praktisch nicht zu unterscheiden. Die Nähe zur einstigen Explosion hat die komplexe Chemie dieses Kerns demnach nicht sichtbar verändert. Ob das auch für HC2 gilt, ist mangels Daten noch offen.

Als Erklärung vermutet das Team, dass HC1 nahe dem äußeren Rand der Überrest-Schale liegt und deshalb erst seit vergleichsweise kurzer Zeit den energiereichen Bedingungen der Supernova ausgesetzt ist, zu kurz, um die Chemie merklich zu verändern. Zusätzlich könnten verstärkte lokale Magnetfelder den Kokon vor einem erhöhten Fluss kosmischer Strahlung abschirmen. „Diese Beobachtungen zeigen, dass neugeborene Sterne selbst in der rauen Umgebung eines Supernova-Überrests gut geschützt in ihren natalen Kokons bleiben können", sagt Erstautor Shimonishi.

Die Studie ist am 1. Juli 2026 im Fachjournal The Astrophysical Journal erschienen. Sie deutet nach Einschätzung der Autoren darauf hin, dass die chemischen Bausteine für Stern- und Planetenentstehung auch überstehen können, wenn in kosmischer Nachbarschaft ein massereicher Stern explodiert, ein Szenario, das auch für die Frühgeschichte unseres eigenen Sonnensystems diskutiert wird. Weitere Beobachtungen mit Radio- und Infrarotteleskopen sollen als Nächstes klären, wie solche von Supernova-Rückkopplung geprägten Sternwiegen und protoplanetare Scheiben im Detail beschaffen sind.

Wie diese Meldung entstanden ist: Recherchiert und geschrieben mit KI-Unterstützung auf Grundlage der oben genannten Quellen, anschließend automatisiert gegen die Originalquellen geprüft und überarbeitet. Redaktionell verantwortlich: Sirwan Aminy.