Im August wurde in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft eine Supernova des Typs Ia kurz nach ihrem Ausbruch entdeckt, ein spektakuläres Ereignis, das sogar mit einfachen Ferngläsern und Teleskopen beobachtet werden konnte, nun wurde diesen Sternexplosionen besonderen Typs weitere Aufmerksamkeit zuteil.
Am 4. Oktober wurde es verkündet.: Der diesjährige Nobelpreis für Physik geht an drei Forscher, die durch die Beobachtung von Supernovae des Typs Ia entdeckten, dass sich unser Universum beschleunigt ausdehnt.: Zur Hälfte geht der Preis an Saul Perlmutter von der University of California, Berkeley, USA, die andere Hälfte teilen sich Brian P. Schmidt von der Australian National University, Weston Creek in Australien und Adam G. Riess von der Johns Hopkins University und dem Space Telescope Science Institute in Baltimore in den USA.

Die drei Physik-Nobelpreisträger

Die drei Forscher gehören zwei konkurrierenden Forschungsgruppen an, die beide im Jahr 1998 zu dem gleichen überraschenden Ergebnis kamen, das sich unser Universum beschleunigt ausdehnt. Die Entdeckung kam für sie aus heiterem Himmel. Sie konnten zunächst selbst kaum glauben, was sie beobachtet hatten.
Saul Perlmutter war der Leiter eines der beiden Teams, des „Supernova Cosmology Project“, das bereits 1988 initiiert worden war. Brian Schmidt leitete das zweite Team, das Ende 1994 das „High-z Supernova Search“ Team gründete, in dem Adam Riess eine bedeutende Rolle spielen sollte.
Beide Teams wollten das Universum vermessen, indem sie das Licht weit entfernter Supernovae des Typs Ia lokalisierten und die Helligkeiten und Rotverschiebungen (die kurz mit z bezeichnet werden) der Supernovae maßen.
Sie fanden über 50 Supernovae, deren Licht schwächer war als erwartet, was sie darauf schließen ließ, dass sich das Universum mit zunehmender Geschwindigkeit ausdehnt.

Dass das Universum sich ausdehnt, nachdem es vor etwa 13.7 Milliarden Jahren im Urknall seinen Anfang nahm, ist spätestens bekannt, seit Edwin Hubble in den 1920er eine Rotverschiebung in den Spektren des Lichts ferner Galaxien entdeckte. Doch dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt, war eine überraschende Neuheit, die nicht nur die Kosmologie umwälzen sollte. Die Entdeckung hat gezeigt, dass sich womöglich nur ein Bruchteil der Welt von uns überhaupt beobachten lässt.

Saul Perlmutter

Ursache der beschleunigten Expansion nahezu unverstanden

Was ist es, was die beschleunigte Expansion des Universums auslöst? Das Mysterium wird Dunkle Energie genannt und stellt ein Phänomen dar, welches die gesamte Physik vor große Herausforderungen stellt, ein Rätsel, das bis heute nicht gelöst ist. Dabei ist die Erklärung der beschleunigten Expansion durch die Dunkle Energie nicht unumstritten.
Sie wirft mehr Fragen auf, als sie zu beantworten vermag. Denn die Dunkle Energie führt dazu, dass wir rund 95 % der Materie im Universum nicht erklären können.
Etwa 73 % der Materie des Universums soll aus Dunkler Energie bestehen. (Man beachte, dass gemäß Einsteins berühmter Formel E=mc² Energie gleich Masse ist und umgekehrt.)
Nur 4 % bestehen aus der uns bekannten sichtbaren Materie. Auch der Rest – rund ein Viertel der Materie des Universums – bleibt im Dunkeln, soll aus Dunkler Materie bestehen, einem weiteren großen Mysterium der Physik.

Albert Einsteins kosmologische Konstante

Albert Einstein wollte die Vorstellung eines sich expandierenden Universums nicht akzeptieren. Er glaubte an ein statisches Universum und fügte hierzu in seine Feldgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie eine Konstante ein, die er kosmologische Konstante nannte.
Als dann in den 1920/1930er Jahren klar wurde, dass das Universum eben nicht statisch ist, sondern expandiert, bezeichnete Einstein die kosmologische Konstante als größte Eselei seines Lebens. Heute scheint die kosmologische Konstante doch wieder eine Rolle zu spielen, indem sie die Dunkle Energie beschreiben kann und damit der Beschleunigung der Expansion des Universums Rechnung trägt.

Ende im Eis

Dehnt sich unser Universum bis in alle Ewigkeit mit immer größerer Geschwindigkeit aus, so wird irgendwann diese Expansion jedwede Materiezusammenballung verhindern. Keine neuen Sterne werden mehr entstehen können, keine neuen Planeten, kein neues Leben.
Das Universum würde dann in einem kalten, dunklen Zustand enden.
„Es wird im Eis enden, wenn wir den diesjährigen Nobelpreisträgern in Physik glauben schenken.“ So die Worte der Royal Swedish Academy of Sciences.

Die Nobelpreisverleihung findet am 10. Dezember in Stockholm statt, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel.

Supernova PTF 11kly

Am 22. August war von der Supernova PTF 11kly, so ihr Name, noch nichts am Nachthimmel zu sehen, berichteten die beteiligten Forscher.
Aber am 24. August entdeckte Peter Nugent, Astrophysiker am Lawrence Berkeley National Laboratory, als erster die Supernova, als er Aufnahmen im Rahmen einer automatisierten großräumigen Durchmusterung des Nachthimmels, dem sogenannten Palomar Transient Factory, auswertete.
Es handelt sich dabei um eine Himmelsdurchmusterung, die nach neuen Objekten am Nachthimmel sucht, mit einem Teleskop am kalifornischen Palomar Observatorium.
Aufgrund des frühen Nachweises konnten bereits wenige Stunden nach dem Ausbruch zahlreiche Teleskope rund um den Globus das Ereignis verfolgen, darunter auch das Weltraumteleskop Hubble.

Laut Andy Howell von der University of California, der zum Team der Entdecker der Supernova gehört, wurde diese „früher als alle bisherigen Supernovae ihres Typs entdeckt“.

Supernovae des beobachteten Typs Ia erreichen in den ersten drei Wochen nach ihrem Ausbruch eine Helligkeit von mehr als einer Milliarde Sonnen.
Es sei trotzdem schwierig, Sie wenige Stunden nach der Explosion aufzuspüren, so Howell. In diesem Fall machte die relative Nähe von PTF 11kly dies möglich.
Das letzte Mal ereignete sich eine Supernova des Typs Ia im Jahr 1986. Vorher wurden weitere dieses Typs nur 1972, 1937 und 1572 beobachtet.

Laut Nugent finden die Wissenschaftler bei ihrer Suche in der Regel eine oder zwei Supernovae pro Nacht, welche jedoch ungefähr ein bis vier Milliarden Lichtjahre entfernt sind, manche sogar acht Milliarden Lichtjahre. 21 Millionen Lichtjahre ist da kosmisch gesehen praktisch direkt um die Ecke, auch wenn das Licht 21 Millionen Jahre brauchte, um bei uns auf der Erde anzukommen.