Supernovae und kosmische Gammablitze – Ursachen und Folgen von Sternexplosionen

Hans-Thomas Janka
Supernovae und kosmische Gammablitze – Ursachen und Folgen von Sternexplosionen
Astrophysik aktuell
A. Burkert; H. Lesch; N. Heckmann; H. Hetznecker (Hrsg.)

Spektrum Akademischer Verlag
ISBN 978-3-8274-2072-5
Sachbuch, Bildung
Erschienen: 1. Auflage 2011
Umfang: 181 S.; 90 Abb., 60 in Farbe; 12,7cm x 19cm

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Zum Autor

„Hans-Thomas Janka ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching und Privatdozent an der Technischen Universität München. Er erforscht mit seiner Arbeitsgruppe die Phänomene, die bei Supernovaexplosionen und Gammablitzen auftreten. Dabei spielen Computersimulationen zum Ablauf dieser Ereignisse eine zentrale Rolle, wobei Fragen der Neutrino-Astrophysik, Elemententstehung und Gravitationswellenerzeugung im Mittelpunkt stehen. (…)“
(Text des Backcovers)

Zum Buch

Supernovae gehören zu den gewaltigsten Explosionen im Universum. Die Helligkeit einer einzigen Supernova kann so groß sein, dass sie zeitweise die einer ganzen Galaxie übertrifft. Sie sind über sehr weite Entfernungen, über Milliarden von Lichtjahren hin sichtbar, bis an den Rand des sichtbaren Universums; und manche von ihnen eigenen sich aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften als so genannte „Standardkerzen“. Eine andere Gruppe von Ereignissen ist nach jüngeren Forschungen offensichtlich eng verknüpft mit den Supernovae: es handelt sich dabei um kurze Ausbrüche extrem intensiver Gammastrahlung, die als „kosmische Gamma(strahlen)blitze“ bezeichnet werden. Um diese beiden Ereignisse und ihre verschiedenen Ausprägungen geht es in dem vorliegenden Buch.

Das erste Kapitel gibt zunächst eine Einführung in das Phänomen der Supernovae. Welche geschichtlichen Beobachtungen lassen sich mit welchen astronomischen Objekten in Zusammenhang bringen? Wie unterscheiden sich die Ereignisse hinsichtlich ihres Helligkeitsverlaufs, ihres Spektrums und der Energiequelle, die die Explosion antreibt? Das führt zur einer ersten Unterteilung in Supernova-Typen. Mit der Beschreibung der ersten nahen Supernova, die mit modernen Instrumenten beobachtet wurde (SN1987A), und einigen sehr interessanten Bildern endet das Kapitel und weckt das Interesse daran, was bei einer Supernova tatsächlich vor sich geht.

Der Wissensdrang des Lesers wird diesbezüglich jedoch ein bisschen gebremst, da im zweiten Kapitel zunächst die „Entwicklung massereicher Sterne“ sehr detailliert beschrieben wird. Das ist notwendig, wie der Autor versichert, womit er zweifellos auch recht hat. Im Mittelpunkt stehen die so genannten Zustandsgleichungen, die den Zustand des Gases im Sterninneren beschreiben. Sie werden gleich in mehreren Texteinschüben näher diskutiert, genauso wie die „entarteten Fermionengase“, die hier ebenfalls eine große Rolle spielen. Die normale Entwicklung massereicher Sterne endet schließlich mit den Weißen Zwergen, den Neutronensternen und den Schwarzen Löchern.

Jetzt hat man sich ein ausreichendes Wissenspolster angelesen, um in das folgende Kapitel, das den Sternkollaps und die Supernovaexplosion beschreibt, einsteigen zu können. Da dieses Kapitel ein Kernthema seiner Forschungen ist, werden die Beschreibungen des Autors immer detaillierter, wobei es nicht immer leicht ist, Wichtiges von weniger Wichtigem zu trennen. Die verschiedenen Explosionsmechanismen beschreibt er in ihrer ganzen Vielfalt, wobei er immer wieder darauf hinweist, dass vieles noch nicht oder nicht bis in die letzte Einzelheit verstanden ist. Dementsprechend wage und vielfältig sind auch die Mechanismen, die zur Entstehung von „kosmischen Gammablitzen“ führen.

Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen „Kernkollapssupernovae“ sind Supernovae von Typ Ia so genannte „thermonukleare Supernovae“, denen  eine ganz besondere Bedeutung bei der Entfernungsmessung im Universum zukommt. Nicht ganz so detailliert wie im vorherigen Kapitel und trotzdem – oder vielleicht gerade deshalb – gut zu überblicken, werden hier die Vorgänge beschrieben, die bei diesem Typ zur Explosion führen.

Im letzten Kapitel erläutert der Autor zusammenfassend noch einmal die Wichtigkeit der Messung von Neutrinos und Gravitationswellen und stellt schließlich noch ein paar bestehende oder geplante Anlagen vor zur Messung von Neutrinos oder Gravitationswellen. Was bleibt ist die Hoffnung auf eine nahe – hoffentlich nicht zu nahe – Supernova in den nächsten Jahren. Der Autor ist zuversichtlich. Ob sie allerdings in einem oder in 50 Jahren auftritt, bleibt abzuwarten.

Fazit

Bereits das Vorwort, vom Autor selbst verfasst, macht Laune auf die bevorstehenden Kapitel, und einiges von dem Enthusiasmus, den der Autor verbreitet, springt unweigerlich auf den Leser über. Das hält an, bis im dritten Kapitel die Darstellungen der Prozesse immer detaillierter werden und dem Leser Neutrinos und Gammaquanten, Fermionen und Kernbruchstücke aus der Stoßfront und von woanders nur so um die Ohren schwirren. Wenn man nicht den Anspruch hat, alles bis in die letzte Einzelheit zu verstehen, hat man dennoch auch hier gute Chancen, die grundlegenden Ideen nachvollziehen zu können.

Der Autor hat einen sehr ansprechenden Stil, wichtige Begriffe sind fett markiert und im Glossar nachzulesen. Ebenso wie in anderen Büchern dieser Reihe sind spezielle Themen in Texteinschüben genauer dargestellt. Angenehm fallen auch die blauen mit einem dicken Ausrufezeichen markierten Textstellen auf, in denen die wichtigsten Resultate zusammengefasst sind. Der Aufbau ist sehr übersichtlich, Bilder und Skizzen äußerst ansprechend und sehr gut beschriftet; und die wenigen eingestreuten Formeln sind ausführlich erklärt. Leider fehlt auch hier ein Stichwortregister. Physikstudenten insbesondere höherer Semester werden ihre Freude daran haben, sowie Leute, die ein gutes physikalisches Grundwissen mitbringen und sich, wollen sie alle Details verstehen, überdies einigermaßen in der Kernphysik auskennen.

Copyright © 2011 by Michael Bahner

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Comments

  1. Sehr schöne Buchkritik, vielen Dank! Habe mir den Titel gleich zugelegt und über Eure praktischen Bestellink geordert! Weiter so! 🙂

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