Urheber einer Nova ist ein Weißer Zwerg – der kleine, kompakte Überrest eines ausgebrannten Sterns. Diese Sternenrelikte sind oft kleiner als die Erde, aber so schwer wie ein mehr als hundertfach größerer Stern. Sie entstehen, wenn ein sonnenähnlicher Stern sich erst zum Roten Riesen aufbläht und dann seine Hüllen ausschleudert. Übrig bleibt der extrem verdichtete Sternenkern. Auch unsere Sonne wird in gut sieben Milliarden Jahren zu einem solchen Weißen Zwerg werden.
Stellarer Kannibalismus
Normalerweise ist das weitere Schicksal eines Weißen Zwergs eher unspektakulär: Er strahlt als Sternrelikt vor sich hin und wird dabei immer kühler und dunkler. Anders ist dies jedoch, wenn der Weiße Zwerg Teil eines Doppelsternsystems ist – so wie auch bei T Coronae Borealis der Fall. In diesem System kreisen ein Weißer Zwerg und ein Roter Riese im engen Abstand von nur einer halben Astronomischen Einheit umeinander. Auf das Sonnensystem übertragen entspräche dies einem Abstand von der Sonne bis zu einer Bahn etwa mittig zwischen Merkur und Venus.
Bei dieser engen Umkreisung wird der schwerere Weiße Zwerg zum stellaren Kannibalen: Durch seine größere Anziehungskraft saugt er seinem Partnerstern Material ab und zieht große Mengen Gas aus der Hülle des aufgeblähten Roten Riesen. Um den Weißen Zwerg entsteht dadurch eine dichte Scheibe rotierenden Gases, die Akkretionsscheibe, von der Material in die Hülle des Weißen Zwergs strömt. Dabei wird das einströmende Wasserstoffgas abgebremst und gibt Energie in Form von Wärme ab, parallel steigt die Dichte in der immer größer werdenden stellaren Gashülle.
Thermonukleare Kettenreaktion
Das hat Folgen: Wenn sich die Hülle des Weißen Zwergs bis auf einige Millionen Grad aufgeheizt hat, flammt die in diesem Sternenrest eigentlich längst beendete Wasserstofffusion wieder auf. Dabei kommt es jedoch zu einer unkontrollierten, sich selbst verstärkenden Kettenreaktion – einer thermonuklearen Wasserstoffexplosion. Sie ist die Ursache für das sichtbare Aufleuchten des Weißen Zwergs und damit für die Nova: Ähnlich wie bei der Explosion einer Wasserstoffbombe setzt die Explosion enorme Mengen Energie in Form von Strahlung vom sichtbaren Licht bis in den Gammastrahlenbereich frei.
Dabei können die herauskatapultierten Teilchen bis auf enorme Geschwindigkeiten und Energien beschleunigt werden, wie Astronomen im Jahr 2021 bei einer Nova des 7.500 Lichtjahre entfernten Weißen Zwergs RS Ophiuchi feststellten. Die bei dieser Nova ausgeschleuderten Teilchen wurden bis auf Werte nahe am theoretischen Maximum beschleunigt. „Die Beobachtung, dass in kosmischen Schockwellen das theoretische Limit der Teilchenbeschleunigung erreicht werden kann, hat enorme Auswirkungen für die Astrophysik“, erklärt Ruslan Konno vom DESY in Zeuthen. „Sie legt nahe, dass der Beschleunigungsprozess genauso effizient wie bei noch viel extremeren Supernovae sein könnte.“
Das Ende ist der Anfang
Anders als bei einer Supernova des Typs 1a wird der Sternenrest bei einer Nova aber nicht vollständig zerrissen. Die Explosion sprengt nur die zuvor angesammelte Gashülle ab und schleudert sie ins All hinaus. Der Weiße Zwerg und auch sein Nachbar, der Rote Riese, bleiben erhalten. Von der thermonuklearen Explosion zeugt dann nur noch ein elliptischer Nebel aus ausgeschleuderten Gasen, der um das Doppelsystem zu erkennen ist. Anhand solcher Emissionsnebel können Astronomen auch im Nachhinein noch abschätzen, wann ungefähr die Nova stattgefunden hat.
Für den Weißen Zwerg und seinen Partner ist jede Nova der Anfang eines neuen Zyklus. Denn mit der Explosion beginnt der Zyklus aus kannibalisierendem Material-Diebstahl und explosivem Abstoßen erneut. Bei T Coronae Borealis dauert dieser Zyklus nur jeweils rund 79 Jahre, wie historische Beobachtungen nahelegen. Damit gehört dieses System zu den wenigen Nova-Urhebern mit Explosionsabständen von weniger als 100 Jahren. In der Milchstraße sind bisher nur zehn Weiße Zwerge mit solchen rekurrierenden Novae bekannt.
Warum dieser Wiederkehr-Zyklus bei T Coronae Borealis so kurz ist, ist bislang unklar. Einige Astronomen vermuten jedoch, dass die verhältnismäßig große Masse des Weißen Zwergs eine Rolle spielen könnte: Er ist so schwer, dass es nur wenig mehr Material braucht, um die thermonukleare Kettenreaktion in seiner Hülle auszulösen. Hier könnten die bei dem aktuellen Ereignis gesammelten Daten wertvolle neue Erkenntnisse bringen.
Aber woher weiß man, wann die Nova kommt?
