Die Erforschung des Ursprungs von Überschallsternen, die durch die Milchstraße rasen.

Das Technion Institute of Technology (Israel) hat soeben die Entdeckung des Ursprungs einiger der schnellsten jemals beobachteten Sterne bekannt gegeben – Überschall-Weiße Zwerge, von denen sich einige sogar innerhalb unserer eigenen Milchstraße befinden.

Weiße Zwerge sind extrem heiße, dichte Kerne von etwa Erdgröße, die nach dem Erlöschen eines Sterns zurückbleiben. Wenn diese Weißen Zwerge mit unglaublich hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum rasen, werden sie als „Überschall-Weiße Zwerge“ bezeichnet. Warum sie solche Geschwindigkeiten erreichen, war vor dieser jüngsten Forschung ein Rätsel.

Unter der Leitung von Dr. Hila Glanz vom Technion führte ein internationales Forschungsteam 3D-Simulationen des Verschmelzungsprozesses zweier seltener Weißer Zwerge – vom Helium-, Kohlenstoff- und Sauerstoff-haltigen Typ (HeCO-Weiße Zwerge) – durch. Mithilfe hydrodynamischer Modellierung simulierten die Wissenschaftler die Wechselwirkungen von subatomaren Teilchen und Dunkler Materie – jener Komponente, die etwa 86 % der Masse des Universums ausmacht.

Diese Simulationen zeigen, dass bei der Kollision zweier HeCO-Weißer Zwerge eine Reihe starker Explosionen auftritt, die den kleineren Stern mit einer so hohen Geschwindigkeit ausstoßen, dass er der Gravitationskraft der Milchstraße entkommen kann.

Genauer gesagt, wird der kleine Weiße Zwerg beim Annähern an den größeren Stern verformt und kollidiert dann mit diesem. Dabei explodiert die äußere Hülle des größeren Sterns, gefolgt von einer Explosion im Kern. Dieser Prozess verwandelt den Weißen Zwerg in eine Supernova vom Typ Ia und schleudert gleichzeitig den Kern des kleineren Sterns mit Geschwindigkeiten von über 2000 km/s aus – viermal schneller als die Geschwindigkeit, die nötig ist, um die Milchstraße zu verlassen.

Dr. Glanz betonte: „Zum ersten Mal haben wir einen klaren Weg aufgezeigt, auf dem Überreste einer Verschmelzung von Weißen Zwergen Überschallgeschwindigkeit erreichen können, mit Eigenschaften, die denen heißer, lichtschwacher Weißer Zwerge in galaktischen Halos entsprechen.“

Diese Entdeckung hilft nicht nur dabei, das Phänomen der „flüchtigen Sterne“ – Sterne, die sich schnell genug bewegen, um der Galaxie zu entkommen – zu entschlüsseln, sondern eröffnet auch neue Einblicke in anomale Typ-Ia-Supernovae, die eine geringere Leuchtkraft als Standard-Supernovae aufweisen.

Da Typ-Ia-Supernovae als „kosmische Leuchtfeuer“ zur Messung der Entfernung und der Expansionsrate des Universums verwendet werden, wird ein besseres Verständnis der Variationen dieses Phänomens Wissenschaftlern helfen, genauere Berechnungen über das Universum und die Entstehungsgeschichte der Elemente anzustellen.

Das Phänomen der „Rotverschiebung“ – bei der sich die Wellenlänge des Lichts aufgrund der Entfernung eines lichtemittierenden Objekts verlängert – ist ein wichtiges Instrument zur Messung der Expansionsrate des Universums, und Typ-Ia-Supernovae sind ein Referenzpunkt für diesen Zweck.

Mitautor Professor Hagai Perets erklärte: „Diese Entdeckung trägt nicht nur zur Erklärung des Ursprungs von Überschallsternen bei, sondern öffnet auch die Tür zur Beobachtung bisher unbekannter Arten von Supernova-Explosionen.“

Anders als frühere Studien, die lediglich 2D-Simulationen nutzten, wurde hier erstmals ein 3D-Modell angewendet, um den gesamten Prozess der Sternverschmelzung und -entstehung zu verfolgen. Dies ermöglicht dem Forschungsteam eine präzisere Beschreibung der Entstehung von Überschall-Weißen Zwergen, insbesondere bekannter Sterne wie J0546 und J0927, die ungewöhnliche Temperaturen, Leuchtkräfte und Geschwindigkeiten aufweisen.

Dr. Glanz behauptet, dass diese Forschung nicht nur das Geheimnis der „ausreißerischen“ Sterne lüftet, sondern auch einen neuen Weg zur Entstehung schwacher und anomaler Typ-Ia-Supernovae eröffnet.

Die Forschungsergebnisse wurden in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

(VNA/Vietnam+)

Quelle: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-nguon-goc-nhung-ngoi-sao-lao-voi-toc-do-sieu-thanh-trong-dai-ngan-ha-post1059911.vnp