Wie würde ein Radiosignal von einem sterbenden Stern klingen?

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Laut Science Alert haben Astronomen erstmals Radiosignale eines solchen Ereignisses in einer Galaxie registriert, die mehr als 400 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Die Entdeckung, die am 18. Mai in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, liefert faszinierende Hinweise darauf, wie der Begleitstern beeinflusst wurde.

Wie würde ein Radiosignal von einem sterbenden Stern aussehen? - 1 — Explosion eines weißen Zwergsterns. Foto: NASA.

Die Explosion eines toten Sterns

Wenn Sternen, die achtmal massereicher als die Sonne sind, der Kernbrennstoff in ihrem Kern ausgeht, werfen sie ihre äußeren Schichten ab, wodurch bunte Gaswolken entstehen und ein heißer, dichter Kern, ein sogenannter Weißer Zwerg, zurückbleibt.

Die Sonne durchläuft diesen Übergang in etwa fünf Milliarden Jahren, kühlt langsam ab und verschwindet. Nimmt ein Weißer Zwerg jedoch an Masse zu, setzt sein Selbstzerstörungsmechanismus ein, sobald er etwa die 1,4-fache Sonnenmasse erreicht. Dann zerstört eine thermonukleare Explosion den Stern in einer sogenannten Typ-Ia-Supernova.

Doch die Frage bleibt: Woher sollte die zusätzliche Masse kommen, die eine solche Explosion antreibt? Wissenschaftler vermuteten einst, es könnte sich um Gas handeln, das aus einem größeren Begleitstern in enger Umlaufbahn austritt. Doch Sterne neigen dazu, chaotisch zu sein und überall Gas auszustoßen.

Eine Supernova-Explosion würde austretendes Gas schockieren und es im Radiowellenlängenbereich zum Leuchten bringen. Trotz jahrzehntelanger Suche konnten Radioteleskope jedoch keine jungen Supernovas vom Typ Ia entdecken.

Daher kamen die Forscher zu der Annahme, dass es sich bei Supernovas vom Typ Ia um Paare weißer Zwerge handeln müsse, die nach innen rotieren und relativ sauber miteinander verschmelzen, ohne dass dabei Schockgase oder Radiosignale zurückbleiben.

Wie würde ein Radiosignal von einem sterbenden Stern aussehen? - 2 — Ein Begleitstern verliert kurz vor der Explosion Materie. Foto: Science Alert.

Eine seltene Art von Supernova

Die Supernova 2020eyj wurde am 23. März 2020 von einem Teleskop auf Hawaii entdeckt. Etwa sieben Wochen lang verhielt sie sich wie andere Supernovae vom Typ Ia. Doch in den darauffolgenden fünf Monaten nahm ihre Helligkeit nicht mehr ab und sie zeigte Merkmale, die auf eine ungewöhnliche Zunahme des Heliumgases hindeuten.

Forscher begannen zu vermuten, dass die Supernova 2020eyj zu einer seltenen Unterklasse der Supernovae vom Typ Ia gehörte.

Um dies zu bestätigen, prüften sie, ob genügend Gasschocks vorhanden waren, um ein Radiosignal zu erzeugen. Da die Supernova zu weit nördlich lag, um von Teleskopen wie dem Australia Telescope Compact Array in der Nähe von Narrabri beobachtet zu werden, mussten sie eine Reihe von Radioteleskopen in ganz Großbritannien einsetzen, um die Supernova etwa 20 Monate nach der Explosion zu beobachten.

Zum ersten Mal konnten sie eine sehr junge Supernova vom Typ Ia im Radiowellenlängenbereich eindeutig nachweisen. Dies wurde durch eine zweite Beobachtung etwa fünf Monate später bestätigt. Dies war ein wichtiger Meilenstein für den Nachweis, dass nicht alle Supernovas vom Typ Ia durch die Verschmelzung zweier Weißer Zwerge entstehen.

Flüstern eines sterbenden Sterns

Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von Supernovas vom Typ Ia ist, dass sie alle scheinbar ähnliche Spitzenhelligkeiten erreichen. Dies ist damit vereinbar, dass sie alle eine bestimmte Masse erreichen, bevor sie explodieren.

Diese Eigenschaft verhalf dem Astronomen Brian Schmidt und seinen Kollegen Ende der 1990er Jahre zu ihrer mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Schlussfolgerung. Sie kamen zu dem Schluss, dass sich die Ausdehnung des Universums seit dem Urknall nicht (wie allgemein vorhergesagt) unter dem Einfluss der Schwerkraft verlangsamt, sondern vielmehr durch Effekte der sogenannten Dunklen Energie beschleunigt.

Deshalb sind Supernovae vom Typ Ia so wichtige kosmische Objekte. Wie und wann diese Sternexplosionen genau stattfinden, ist noch immer unklar. Was sie so stabil macht, bereitet Astronomen Sorge.

Und wenn die verschmelzenden Paare weißer Zwerge zusammen die dreifache Masse der Sonne haben, warum setzen sie dann dieselbe Energiemenge frei?

Wissenschaftler gehen von der Hypothese aus, dass die Supernova 2020eyj auftrat, als ausreichend Heliumgas aus dem Begleitstern entwich und sich auf der Oberfläche des Weißen Zwergs ablagerte, wodurch dieser seine Massengrenze überschritt.

Die Frage ist nun jedoch, warum dieses Radiosignal bisher noch nie bei einer anderen Supernova vom Typ Ia beobachtet wurde. Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass sich Geduld und Beharrlichkeit manchmal auf unerwartete Weise auszahlen. In diesem Fall half Geduld den Forschern, das Flüstern eines fernen sterbenden Sterns zu hören.

Quelle: Zing News

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