Künstlerische Darstellung von WDJ0551+4135

© University of Warwick/Mark Garlick

Science
03/02/2020

Ungewöhnlicher Weißer Zwerg wurde von zwei Sternen geformt

Er ist fast doppelt so groß wie andere Weiße Zwerge und entkam einer Supernova.

Zwei kleine Weiße Zwerge sind vermutlich zu einem riesigen Stern verschmolzen, der aussieht wie ein Schneemann. Ein Forschungsteam der Universität Warwick hat den ungewöhnlichen Weißen Zwerg untersucht. Er befindet sich etwa 150 Lichtjahre von der Erde entfernt. 

Der Stern mit dem Namen WDJ0551+4135 war den Wissenschaftlern aufgefallen, weil er neben einer beachtlichen Größe auch eine karbonreiche Atmosphäre hat. Das wurde bisher noch bei keinem Stern nachgewiesen. Diese Atmosphäre gab den Hinweis darauf, dass es sich um das Ergebnis einer Verschmelzung zweier Weißer Zwerge handeln könnte. In ihrem Paper im Fachmagazin Nature Astronomy beschreiben die Forscher, wie sie mithilfe von Daten des Gaia Teleskops der Europäischen Raumfahrtbehörde (ESA) die Lichtemission des Sterns analysierten und so seine Bestandteile identifizierten.

1,14-fache Masse der Sonne

Dabei stellten sie eine ungewöhnlich hohe Konzentration von Karbon in der Atmosphäre des Sterns fest, die man so bisher noch nie nachgewiesen hat. Weiße Zwerge entstehen, wenn Sterne ausgebrannt sind. Normalerweise haben sie dann noch durchschnittlich die 0,6-fache Masse unserer Sonne, WDJ0551+4135 allerdings hat das 1,14-fache der Sonnenmasse.

"Ein Weißer Zwerg ist aufgebaut wie eine Zwiebel. In seinem Kern befinden sich hauptsächlich Karbon und Sauerstoff, umschlossen von einer Helium-Schicht, und einer Wasserstoff-Schicht. Richtet man ein Teleskop auf den Weißen Zwerg, sieht man nur die Äußere Schicht", erklärt Forschungsleiter Mark Hollands Space.com. Dementsprechend erkennen Astronomen entweder Helium oder Wasserstoff, wenn sie Weiße Zwerge beobachten. Beim Verschmelzen der beiden Sterne hätten sich jedoch ihre Bestandteile vermischt. So konnten die Forscher eine hohen Konzentration von Karbon erkennen.

Auch das Alter des Sterns gibt Hinweis auf seine Entstehung. Er bewegt sich schneller als 99 Prozent der Weißen Zwerge, die scheinbar ein ähnliches Alter wie WDJ0551+4135 haben. Desto älter Weiße Zwerge sind, desto schneller bewegen sie sich. Daher gehen die Forscher davon aus, dass der Stern deutlich älter sein muss, als er aussieht. Wie alt er genau ist, lässt sich aber schwer bestimmten. Die Forscher schätzen aber, dass die Verschmelzung vor etwa 1,3 Milliarden Jahren stattgefunden hat.

Supernova vermieden

Solch ein Objekt können laut Hollands nur entstehen, wenn zwei Weiße Zwerge verschmelzen. Beginnt ein Stern sich gegen Ende seiner Lebensspanne vergrößert, so könnte er den Orbit eines nahe gelegenen Sterns anziehen. Über Millionen von Jahren ziehen sich die beiden Sterne so immer weiter an, bis sie schließlich verschmelzen. Das ist im Falle von WDJ0551+4135 besonders ungewöhnlich, da es sich um zwei etwa gleichgroße Sterne handelt. Normalerweise schlucken größere Sterne eher kleinere Himmelskörper.

Eigentlich gibt es ein Limit, wie massiv so ein Weißer Stern werden kann, bevor eine Supernova entsteht, schreiben die Forscher. Bei Sternen, deren Masse mehr als das 1,14-fache der Sonne beträgt, hätte so eine Explosion schon stattfinden können. "Das vielleicht aufregendste an diesem Stern ist, dass er einfach nicht als Supernova explodiert ist", so Hollands. Die Wissenschaftler wollen anhand der Ergebnisse nun besser erforschen, wann und warum eine Supernova entsteht. Das würde ihnen auch dabei helfen, genauere Karten unserer Galaxie zu erstellen.