Dieser Stern wird seit Millionen von Jahren jedes Jahr zur Nova

Ein Nova-Stern ist wie ein Vampir, der Gas von seinem binären Partner absaugt. Dabei wird das Gas komprimiert und erwärmt und explodiert schließlich. Die restliche Gashülle dieser Explosion dehnt sich nach außen aus und wird von den Sternen im Zentrum des Ganzen beleuchtet. Die meisten dieser Novae explodieren etwa alle 10 Jahre.

Aber jetzt haben Astrophysiker einen Überrest entdeckt, der so groß ist, dass der Stern, der ihn geschaffen hat, seit Millionen von Jahren jährlich ausbrechen muss.

Das Team der Astrophysiker veröffentlichte ihre Ergebnisse in einem Brief in der Zeitschrift Nature.

Der fragliche Stern befindet sich in der Andromeda-Galaxie und heißt M31N 2008-12a. Wenn es als Nova ausbricht, wird es millionenfach heller und das ausgestoßene Material bewegt sich mit Tausenden von Meilen pro Sekunde nach außen. Das Team hinter der Studie ist der Meinung, dass der M32N 2008-12a jedes Jahr zur Nova wird. Das Ergebnis ist das, was sie als „Superrest“ bezeichnen, der einen Durchmesser von fast 400 Lichtjahren hat.

"Als wir zum ersten Mal entdeckten, dass der M31N 2008-12a jedes Jahr ausbrach, waren wir sehr überrascht."

Allen Shafter, Professor an der San Diego State University

"Als wir zum ersten Mal entdeckten, dass der M31N 2008-12a jedes Jahr ausbrach, waren wir sehr überrascht", sagte Shafter. Die meisten Novae brechen etwa alle 10 Jahre aus.

Das Team von Astrophysikern, dem Mitglieder der San Diego Statue University und der Liverpool John Moores University in England angehören, verwendete Beobachtungen vom Hubble-Weltraumteleskop und bodengestützten Teleskopen. Sie untersuchten die chemische Zusammensetzung des expandierenden Rests, um seine Assoziation mit dem Stern im Zentrum, M31N 2008-12a, zu bestätigen.

Das Interessante an dieser fernen Nova ist ihre mögliche Verbindung zu etwas Größerem im Universum, auf das sich Astronomen von Natur aus verlassen, um das Universum zu verstehen: Typ 1a Supernovae.

Die meisten Menschen sind mit Supernovae insgesamt vertraut. Ein Stern, der um ein Vielfaches massereicher ist als unsere Sonne, verbrennt schließlich genug Wasserstoff in seinem Kern, so dass sich der Druck nach außen durch seine eigene Fusion nicht gegen die innere Kraft seiner eigenen Schwerkraft halten kann. Der ganze Stern fällt in sich zusammen und explodiert dann in einem der mächtigsten und leuchtendsten Phänomene der Natur nach außen.

Aber das ist nur eine Art von Supernova. Es gibt andere Typen, einschließlich des Typs 1a. Eine Supernovae vom Typ 1a beginnt mit zwei normalen Sternen in einem binären Paar. Wenn das Paar zusammen altert, wird ein Stern unweigerlich massereicher als der andere. Der große beginnt, Gas vom anderen abzusaugen, wodurch sich der kleinere Stern in seiner Hülle ausdehnt und verschlingt.

Schließlich drehen sich die beiden Sterne in ihrer gemeinsamen Gashülle zusammen, und im Laufe der Zeit wird die gemeinsame Gashülle aus dem binären Paar ausgestoßen. Dann wird es wieder interessant.

Der Kern des größeren Sterns bricht zusammen und wird zu einem weißen Zwerg. Der andere Stern altert ebenfalls und kann sich schließlich nicht mehr an seinen äußeren Gasschichten festhalten. Der weiße Zwerg beginnt, das Gas abzusaugen, und sobald er genug Masse gewonnen hat, überschreitet er die sogenannte Chandrasekhar-Grenze, die die maximale Massengrenze für einen weißen Zwergstern darstellt.

Sobald diese Grenze überschritten wird, können einige verschiedene Dinge passieren. Ein Haufen der Masse des Weißen Zwergs kann eine schnelle Kernfusion eingehen, die Helligkeit steigt auf das 5-Milliarden-fache unserer Sonne, und eine sich ausdehnende Stoßwelle wird mit mehreren tausend km pro Sekunde ausgestoßen, wobei nur ein ziemlich toter Zombiestern zurückbleibt.

Es kann auch einen anderen Weg gehen. Die Explosion kann den Stern vollständig zerstören und nur die expandierende Hülle zurücklassen. Das sind ziemlich seltene Ereignisse, und das letzte in unserer Galaxie war im 17. Jahrhundert.

Oder wir bekommen eine Nova. In einer Nova bricht der Weiße Zwerg von Zeit zu Zeit aus und wirft jede Masse ab, die über seine Chandrasekhar-Grenze hinausgeht. Dies scheint bei M31N 2008-12a der Fall zu sein, aber was ungewöhnlich ist, ist, dass dies jedes Jahr statt etwa alle 10 Jahre geschieht. Worum geht es also?

Die genaue Art dieser Ereignisse ist nicht bekannt. Wir haben Theorien, die sie erklären, aber wir kennen nicht alle Details. Unsere derzeitige Theorie besagt, dass diese Novae, wenn sie häufig aufflammen und einen massiven Überrest wie diesen bilden, einen weißen Zwerg beherbergen, der sich seiner Chandrasekhar-Grenze immer näher kommt und sie schließlich überschreiten wird. Die Astronomen glauben, dass M31N 2008-12a auf dem Weg ist, eine Supernova zu werden.

Der Grund dafür ist, dass diese Supernovae vom Typ 1a in der Astronomie einen anderen Namen haben: Standardkerzen.

Standardkerzen sind sehr nützliche Objekte. Sie geben ein vorhersehbares, gleichmäßiges Licht ab. Astronomen messen das Licht von Standardkerzen in fernen Galaxien, um herauszufinden, wie weit diese Galaxien entfernt sind, und um die Expansionsrate des Universums zu messen.

"Sie sind praktisch die Messstäbe, mit denen wir das sichtbare Universum abbilden können", sagte Shafter. "Trotz ihrer Bedeutung verstehen wir nicht ganz, woher sie kommen."

Diese Studie hat eine solche Standardkerze isoliert, bevor sie zu einer wird. Wenn wir es beobachten, können wir besser verstehen, woher diese Standardkerzen kommen, wie sie sich bilden und wie reichlich sie sein könnten.

Das Team hofft, mehr von diesen massiven Überresten zu finden, um zu sehen, ob sie mehr weiße Zwerge finden können, die wiederholten Ausbrüchen wie diesem ausgesetzt sind, und um zu bestätigen, dass sie zu Standardkerzen-Supernovae führen. Sie wollen wissen, ob dies eine Seltenheit ist oder ob es eine unsichtbare Population von Sternen wie M31N 2008-12a gibt.

Wie die Autoren in ihrer Studie sagen: "Die Entdeckung zusätzlicher Superreste um andere akkretierende weiße Zwerge wird auf Systeme hinweisen, die über lange Zeiträume regelmäßig Eruptionen erleiden."

Wie lange dauert es? Laut den Autoren wird der Weiße Zwerg in diesem Binärsystem in etwa 40.000 Jahren seine Chandrasekhar-Grenze überschreiten. Zu diesem Zeitpunkt können noch lebende Astronomen beobachten, was passiert. Sie werden entweder Zeuge der Zerstörung des Sterns bei einer massiven Explosion oder eines Kernkollapses zu einem Neutronenstern. In jedem Fall wird die chemische Zusammensetzung des darunter liegenden weißen Zwergs endlich enthüllt, und wir werden etwas über wiederkehrende Novae und Standardkerzen lernen.

Hab einfach Geduld.

Quellen:

  • Forschungsbrief: Ein wiederkehrender Nova-Superrest in der Andromeda-Galaxie.
  • Pressemitteilung: Erster Beweis für einen gigantischen Überrest um einen explodierenden Stern
  • Wikipedia-Eintrag: Nova
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