Kernkollaps

Kernkollaps bezeichnet den katastrophalen Zusammenbruch des Eisenkerns eines massereichen Sterns am Ende seiner Entwicklung, wenn die Kernfusion keine ausreichende Druckunterstützung mehr liefert. Er ist der auslösende Mechanismus einer Kernkollaps-Supernova (Typ II und verwandte Typen) und führt in weniger als einer Sekunde zur Entstehung eines Neutronensterns oder - bei hinreichend hoher Masse - eines Schwarzen Lochs.

Massereiche Sterne (ab etwa 8 Sonnenmassen) fusionieren im Laufe ihres Lebens sukzessive schwerere Elemente bis hin zu Eisen. Da die Fusion von Eisen keine Energie mehr freisetzt, sondern Energie verbraucht, bricht die Druckunterstützung weg. Der Eisenkern - typischerweise mit einer Masse von etwa 1,3 bis 2 Sonnenmassen - kollabiert innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde von der Größe der Erde auf einen Radius von rund 10 bis 20 Kilometern. Die dabei frei werdende Gravitationsenergie in der Größenordnung von 10⁴⁶ Joule entspricht etwa dem, was die gesamte Milchstraße in rund 30 Jahren abstrahlt; rund 99 Prozent davon tragen Neutrinos fort.

Der abrupte Stopp des Kollapses bei Kerndichte erzeugt eine Stoßwelle, die, unterstützt durch Neutrinoheizung, die äußeren Sternhüllen ins All schleudert - die sichtbare Supernovaexplosion. Bleibt ein Neutronenstern zurück, erreicht er Dichten vergleichbar dem Atomkern.