Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching bei München haben versucht, die Vorgänge während einer Supernova durch Simulationen auf Supercomputern nachzuvollziehen.

Darin kamen die derzeit besten Modelle der physikalischen Prozesse (Konvektion, Rotation, Neutrinoheizung, Stoßwellen, etc.) zur Anwendung. Zu ihrer Enttäuschung ergab die Computersimulation beim Gravitationskollaps keine Supernovaexplosion.

Mit Supernovae wird die Explosion eines sehr massereichen Sterns am Ende seines Lebenszyklus bezeichnet. Wenn der Brennstoffvorrat im Sterninneren aufgebraucht ist und keine weitere Energie mehr produziert wird, beginnt der Stern unter seiner eigenen Gravitation zu kollabieren, bis ein so hoher Druck aufgebaut wird, daß weitere Prozesse zur Energieerzeugung angestoßen werden und der Stern letztlich explodiert.

Eine wichtige Rolle hierbei spielen die Neutrinos (sehr massearme, schwer nachweisbare Elementarteilchen). An der Position des Sternes verbleibt abhängig von seiner Masse ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.

Supernovaexplosionen können aufgrund ihrer Seltenheit, ihrer Entfernung und weiterer widriger Umstände mit Instrumenten nur sehr unzureichend untersucht werden. Die Modelle, die von den Forscher für Supernovae entwickelt wurden, basieren daher zum großen Teil auf den Einsatz von Hochleistungscomputern, wobei Laborkenntnisse aus der Thermodynamik, der Plasma-, Kern- und Teilchenphysik in die Rechnung einfließen.

Der große Nachteil daran ist, daß unser Wissen für die extremen physikalischen Bedingungen (hoher Druck, Temperatur, Materiezustand) extrapoliert werden muß.

Zur Ernüchterung der Garchinger Forscher fand in ihrer Simulation keinerlei Supernovaexplosion statt. Das Problem ist aber keineswegs neu: schon seit Jahrzehnten stehen die Astrophysiker vor diesem Rätsel, was bedeutet, daß die gegenwärtigen Supernovatheorien immer noch lückenhaft sind.

Wo die Schwachstellen sind, ob die Wechselwirkung der Neutrinos mit dem Plasma gut verstanden ist oder Magnetfelder nicht vernachlässigt werden können, ist noch nicht bekannt. Die physikalischen Theorien dürften in nächster Zeit noch weiter verfeinert werden. Auch wenn diese Untersuchung ein Rückschlag ist, so ist sie geradezu exemplarisch dafür, wie die ständige gegenseitige Überprüfung von Beobachtung, Theorie und Computersimulation unser Verständnis vom Universum erweitert.