Rasende Sternenleichen: Astronomen haben eine ganz neue Klasse von Sternen entdeckt. Diese „Ausreißer“ rasen nicht nur mit extrem hoher Geschwindigkeit durch die Milchstraße – sie scheinen auch Bruchstücke von explodierten Weißen Zwergen zu sein. Offenbar überlebten diese Sternenreste ihre eigene Supernova und wurden dann aus ihrem Heimatsystem ausgeschleudert, wie die Forscher berichten.
Normalerweise kreisen alle Sterne der Milchstraße um deren Zentrum – festgehalten von der Gravitation unserer Galaxie. Doch es gibt Ausreißer: Sogenannte Hyperschnellläufer, die ungebunden mit 300 bis 1.000 Kilometern pro Sekunde durch die Milchstraße rasen. Damit sind sie schnell genug, um aus der Schwerkraftsenke unserer Galaxie zu entkommen. Die meisten bisher bekannten Raser-Sterne sind Blaue Riesen, es gibt aber auch einen Doppelstern und einige nur sonnengroße Schnellläufer.
Wie diese Hyperschnellläufer jedoch entstehen, ist bisher strittig. Einige Raser-Sterne scheinen von der Supernova ihres Partnersterns ausgeschleudert worden zu sein, andere bekamen ihren Schub möglicherweise vom zentralen Schwarzen Loch unserer Milchstraße. Auch ein extragalaktischer Ursprung wird für einige dieser Ausreißer diskutiert.
Winzlinge statt Blauer Riesen
Jetzt haben Astronomen um Roberto Raddi von der Universität Erlangen-Nürnberg drei weitere Hyperschnellläufer identifiziert – doch diese sind völlig anders sind als alle bekannten Sterne dieses Typs. Entdeckt haben die Forscher diese Ausreißer, als sie in den Daten des ESA-Satelliten Gaia nach weiteren Vertretern solcher Raser-Sterne suchten. Bei drei Objekten wurden sie fündig.
Merkwürdig nur: Die drei neuentdeckten Raser-Sterne sind keine Blauen Riesen und auch keine sonnenähnlichen Sterne. Stattdessen liegt ihre Masse gerade einmal bei 0,2 bis 0,28 Sonnenmassen und ihre Radien entsprechen 0,16 bis 0,6 Sonnenradien, wie die Forscher auf Basis der Spektraldaten ermittelten. Damit sind diese Hyperschnellläufer überraschend klein – und ähneln einem weiteren Exoten unter den Hyperschnellläufern – dem vor zwei Jahren entdeckten Stern LP 40-365.
Einzigartige Zusammensetzung
Noch seltsamer aber ist die chemische Zusammensetzung dieser Raser-Sterne: Ihr Spektrum weist keine Spur von Wasserstoff und Helium auf, wie bei normalen Sternen der Fall. Stattdessen bestehen sie zu rund 60 Prozent aus Neon, gefolgt von Sauerstoff mit rund 30 Prozent und Magnesium mit drei bis neun Prozent. In Spuren sind zudem Aluminium und Elemente der Eisengruppe wie Mangan enthalten, wie die Astronomen berichten.
„Diese Merkmale demonstrieren, dass diese Sterne einzigartige, aber einander sehr ähnliche spektrale und kinematische Merkmale besitzen“, sagen Raddi und seine Kollegen. „Diese unterscheiden sie von allen anderen Klassen von Sternen.“ Nach Ansicht der Astronomen muss es sich daher bei diesen „Exoten“ um eine ganz neue, bisher unerkannte Klasse von Hyperschnellläufern handeln.
Überlebende ihrer eigenen Explosion?
Doch wie sind diese Exoten entstanden? Ihr hoher Anteil schwerer Elemente ist für bestimmte Weiße Zwerge und Explosionen dieser Sternenreste in Doppelsternsystemen typisch – den sogenannten Supernova Typ 1a. Doch nach gängiger Lehrmeinung werden die Weißen Zwerge dabei vollständig zerstört. Nur der Begleitstern bleibt übrig und kann bei der Supernova als Hyperschnellläufer ausgeschleudert werden – so jedenfalls die Theorie.
Wie sich nun jedoch zeigt, kann ein Weißer Zwerg seine Explosion offenbar doch überleben – wenigstens zum Teil. Neuen Modellen zufolge können rund 20 Prozent des Weißen Zwergs nach einer Supernova übrigbleiben, wie die Forscher erklären. Um genau solche Relikte könnte es sich nach Ansicht der Astronomen bei ihren neuentdeckten Raser-Sternen handeln. Dafür spreche sowohl die geringe Größe als auch die exotische Zusammensetzung dieser Schnellläufer.
Verbrannte Fragmente einer Supernova Typ 1a
„Unsere Beobachtungen stützen die Interpretation, dass LP 40-365 und die drei neuen Sterne teilweise verbrannte Weiße Zwerge sind, die die Zerstörung durch eine thermonukleare Supernova überlebt haben“, so Raddi und sein Team. Das könnte auch erklären, warum die exotischen Schnellläufer keinen Kohlenstoff enthalten – obwohl dieses Element in Weißen Zwergen normalerweise reichlich vertreten ist: Es wurde bei der Sternexplosion offenbar größtenteils verbrannt.
Dem Szenario der Forscher zufolge muss der Weiße Zwerg vor der Explosion sehr eng um seinen größeren Partner gekreist sein. Er saugte ihm dabei solange Material ab, bis er instabil wurde und explodierte. Dabei wurden dann der Partnerstern und der Rest des Weißen Zwergs in entgegengesetzte Richtungen ausgeschleudert. „Eigentlich werden daher sogar gleich zwei Hyperschnellläufer erzeugt“, sagt Raddis Kollege Ulrich Heber.
Dort draußen sind noch mehr davon
Bisher haben die Astronomen neben LP 40-365 erst drei mögliche Exemplare solcher „Zombie“-Schnellläufer nachgewiesen. Ihren Schätzungen nach könnte aber noch mehr Vertreter dieses ungewöhnlichen Sterntyps in der Milchstraße geben. Diejenigen unter ihnen, die trotz hoher Geschwindigkeit in unserer Galaxie bleiben, könnte im Laufe der Zeit zu kleinen, exotischen Weißen Zwergen abkühlen. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, in press, arXiv 1902.05061)
Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
