Astronomen entdecken „Kürbis-Sterne“

Passend zu Halloween: Astronomen haben einen neuen Typ von Riesensternen entdeckt. Diese meist roten oder orangefarbenen Riesen rotieren so schnell, dass sie eine abgeplattete Form bekommen – ähnlich einem Kürbis. Diese erzeugen zudem hundertmal mehr Strahlenausbrüche als die Sonne und tausendfach mehr Röntgenstrahlung. Entstanden sind sie wahrscheinlich aus der Verschmelzung zweier sich eng umkreisender Sonnen.

Normalerweise ist der Lebenslauf eines sonnenähnlichen Sterns vorgezeichnet: Hat er seinen Wasserstoff als Kernbrennstoff verbraucht, dehnt sich der Stern allmählich immer weiter aus, während seine Kerntemperatur steigt. In seinem Inneren beginnt nun Helium zu verschmelzen, der Stern wird zum Roten Riesen. Hat dieser dann auch die schwereren Atome als Brennstoff aufgezehrt, wird er instabil, kollabiert mehrfach und schleudert sein Hüllen ab.

Verräterische Röntgenstrahlen

Jetzt haben Astronomen eine seltene und ungewöhnliche Variante alternder Riesensterne entdeckt. Für ihre Studie hatten sie mit Hilfe des Swift Satelliten einen Himmelsbereich in den Sternbildern Schwan und Leier im Röntgenlicht durchmustert. Diese zuvor schon vom Kepler-Weltraumteleskop untersuchte Region umfasst mehr als 150.000 bekannte Sterne.

Bei der neuen Röntgen-Durchmusterung entdeckten Steve Howell vom Ames Research Center der NASA und seine Kollegen 93 neue Röntgenquellen, darunter Dutzende Sterne, die intensive Röntgen- und UV-Strahlung aussendeten. Einige dieser Sterne untersuchten die Astronomen genauer – und stellten Überraschendes fest.

Der extremste der "Kürbis-Sterne", KSw 71, ist gut zehnmal so groß wie die Sonne, rotiert viermal schneller und erzeugt 4.000 Mal mehr Röntgenstrahlung. © NASA/GSFX, Francis Reddy

Schnell, aktiv und abgeplattet

Diese Sterne sind zwischen zwei und zehnmal größer als die Sonne, rotieren aber sehr viel schneller als sie. Dadurch sind sie an den Polen auffallend abgeplattet – sie ähneln eher Kürbissen als kugeligen Sternen. „Sie benötigen nur wenige Tage für einen Umlauf, während die Sonne nahezu einen Monat braucht“, berichtet Howell. „Diese schnelle Rotation verstärkt Sonnenflecken und Flares, die wir von der Sonne kennen und macht sie sozusagen überaktiv.“

Das extremste Mitglied dieses Sternentyps ist der orangene Riese KSw 71. Er ist rund zehnmal größer als die Sonne und dreht sich in nur 5,5 Tagen einmal um sich selbst. Dabei produziert er 4.000 Mal mehr Röntgenstrahlung als die Sonne während ihrer aktivsten Zeit, wie die Forscher berichten.

Aus zwei verschmolzenen Sonnen entstanden

Die Astronomen vermuten, dass diese „Kürbis-Sterne“ aus Doppelstern-Systemen mit zwei sonnenähnlichen Sternen hervorgegangen sind. Wenn sich diese eng umkreisen und einer der Partner allmählich zum Riesen wird, dann kann es zur Verschmelzung beider Sterne kommen, wie die Forscher erklären.

Aus dieser Verschmelzung entsteht ein großer, schnell rotierender Stern, der anfangs noch von einer ausgedehnten Gasscheibe umgeben ist. Innerhalb der folgenden rund 100 Millionen Jahre verflüchtigt sich dieses Gas allmählich und übrig bleibt ein Stern der sogenannten FK Com-Klasse – ein „Kürbis-Stern“.

Weil dieses Stadium lange anhält, ist die Entdeckung von gleich 18 solcher „Kürbis-Sterne“ auf einmal für die Astronomen ein echter Schatz, wie sie erklären. (Astrophysical Journal, 2016; doi: 10.3847/0004-637X/831/1/27)

(NASA, 31.10.2016 – NPO)