Astronomen entdecken eine neue Art von Sternexplosion: Mikronovae

Ein Team von Astronominnen und Astronomen hat mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) eine neue Art von Sternexplosion beobachtet – eine Mikronova. Diese Ausbrüche ereignen sich auf der Oberfläche bestimmter Sterne und verbrauchen in wenigen Stunden eine Menge an Sternmaterial, die der Masse von 3,5 Milliarden Cheops-Pyramiden entspricht. In astronomischen Maßstäben ist das immer noch wenig – daher die Bezeichnung. Mikronovae sind viel weniger energiereich als die als Novae bekannten Sternexplosionen. Beide Arten von Explosionen ereignen sich auf Weißen Zwergen.

„Mikronovae stellen unser Verständnis davon in Frage, wie thermonukleare Explosionen in Sternen ablaufen. Bisher dachten wir, wir wüssten das, aber diese Entdeckung zeigt einen völlig neuen Mechanismus auf“, sagt Simone Scaringi, Astronom an der Durham University in Großbritannien, der die in Nature veröffentlichte Studie über diese Explosionen geleitet hat.

Zunächst entwendet in beiden Fällen der Weiße Zwerg seinem Begleitstern Material, vor allem Wasserstoff. Fällt dieses Gas auf die sehr heiße Oberfläche des Weißen Zwergsterns, fusionieren die Wasserstoffatome explosionsartig zu Helium. Bei Novae passiert das auf der gesamten Sternoberfläche. „Solche Detonationen lassen die gesamte Oberfläche des Weißen Zwerges brennen und mehrere Wochen lang hell leuchten“, erklärt Mitautorin Nathalie Degenaar, Astronomin an der Universität von Amsterdam, Niederlande.

Bei Mikronovae hingegen ziehen sich die Explosionen nur über einige Stunden hin. Das passiert, wenn der Weiße Zwerg ein starkes Magnetfeld besitzt. Es schleudert das Material in Richtung der magnetischen Pole des Sterns. Dort wird der Wasserstoff festgehalten und fusioniert. „Das führt dazu, dass Kernfusionsbomben gezündet werden, die etwa ein Millionstel der Stärke einer Novaexplosion haben – daher der Name Mikronova“, so Paul Groot, Astronom an der Radboud Universität in den Niederlanden und Mitautor der Studie.

Möglicherweise kommen solche Ereignisse häufiger vor als bisher angenommen, aber weil sie so schnell vorübergehen, ist ihre Beobachtung schwierig. Das Team stieß zum ersten Mal auf diese mysteriösen Explosionen, als es die Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA analysierte. „Bei der Durchsicht der von NASA TESS gesammelten astronomischen Daten entdeckten wir etwas Ungewöhnliches: einen hellen optischen Lichtblitz, der einige Stunden anhielt. Bei der weiteren Suche fanden wir mehrere ähnliche Signale“, sagt Degenaar.

Das Team beobachtete mit TESS drei Mikronovae: zwei davon stammten von bekannten Weißen Zwergen, aber der dritte erforderte weitere Beobachtungen mit dem X-Shooter-Instrument am VLT der ESO, um seinen Status als Weißer Zwerg zu bestätigen. „Mit Hilfe des Very Large Telescope der ESO konnten wir feststellen, dass alle diese optischen Blitze von Weißen Zwergen erzeugt wurden“, sagt Degenaar.

Diese künstlerische Darstellung zeigt ein Binärsystem, in dem Mikronovae auftreten können. Die blaue Scheibe, die um den hellen Weißen Zwerg in der Mitte des Bildes herumwirbelt, besteht aus Material, hauptsächlich Wasserstoff, das von seinem Begleitstern entwendet wurde. (Bild: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.