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Künstlerische
Darstellung des jungen, sehr heißen
weißen Zwergs H1504+65, betrachtet
aus einer Entfernung ähnlich derjenigen
der Erde zur Sonne.
» vergrößerte
Darstellung
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Tübinger Astronomen finden erloschenen
außerirdischen
Fusionsreaktor
Ein internationales Team von Astronomen,
die die Überreste von Sternen wie unserer
eigenen Sonne untersuchen, hat unter Leitung
von Tübinger Astronomen ein bemerkenswertes
Objekt gefunden, bei dem der Kernreaktor,
der es ehemals mit Energie versorgt hat,
sich erst vor kurzer Zeit abschaltete. Dieser
Stern, der heißeste bekannte weiße
Zwerg, H1504+65, hat während seines
Todeskampfes offensichtlich seine gesamten äußeren
Schichten verloren und hinterlässt nur
noch seinen nackten, innersten Kern, der
früher sein Kraftwerk darstellte.
Wissenschaftler aus Deutschland, Großbritannien
und den USA haben zwei Weltraumteleskope
der NASA, das Chandra Röntgenteleskop
und das FUSE-Teleskop (Far Ultraviolet Spectroscopic
Explorer), auf H1504+65 gerichtet, um seine
Zusammensetzung zu bestimmen und seine Temperatur
zu messen. Die Daten enthüllten, dass
die Sternoberfläche extrem heiß ist,
200.000 Grad, und praktisch keinerlei Wasserstoff
und Helium aufweist; so etwas ist bisher
noch nie beobachtet worden. Stattdessen besteht
die Oberfläche hauptsächlich aus
Kohlenstoff und Sauerstoff, der Asche der
Fusion von Helium in einem Kernreaktor. Eine
wichtige Frage ist: Warum hat dieser einzigartige
Stern seinen Wasserstoff und sein Helium,
die normalerweise das Sterninnere vor unserem
Blick verbergen, verloren?
Prof. Klaus Werner (Univ. Tübingen)
erklärt dazu: Wir haben erkannt,
dass dieser Stern, auf astronomischer Zeitskala,
erst vor kurzem seine Kernfusion eingestellt
hat (vor etwa einhundert Jahren). Wir sehen
ganz eindeutig den freigelegten, heute verloschenen
Reaktor, der den früher sehr hellen
Riesenstern mit Energie versorgte.
Prof. Martin Barstow (Univ. of Leicester): Die
Erforschung der Natur der nuklearen Asche
toter Sterne gibt uns wichtige Hinweise auf
das Leben von Sternen wie der Sonne und wie
sie schließlich sterben. Der nukleare
Abfall, der dabei produziert wird, besteht
aus wesentlichen Elementen des Lebens, Kohlenstoff
und Sauerstoff, die von den Sternen schließlich
in den interstellaren Raum zurückgegeben
werden, um neue Sterne, Planeten und vielleicht
lebende Wesen zu bilden.
Dr. Jeffrey Kruk (Johns Hopkins University)
ergänzt: Astronomen haben schon
lange vorhergesagt, dass viele Sterne am
Ende ihres Lebens Kohlenstoff-Sauerstoff-Kerne
im Inneren ausbilden, aber ich habe nie erwartet,
dass wir so etwas wirklich einmal sehen könnten.
Dies ist eine großartige Möglichkeit,
unser Verständnis über den Lebenszyklus
von Sternen zu verbessern.
Die Chandra-Daten lassen auch Spuren von
Neon erkennen, einem erwarteten Nebenprodukt
der Heliumfusion. Eine große Überraschung
jedoch war die Anwesenheit von Magnesium
in ähnlich hoher Häufigkeit. Dieses
Ergebnis könnte der Schlüssel für
die einzigartige Zusammensetzung von H1504+65
sein und theoretische Vorhersagen beweisen,
dass einige Sterne, wenn sie massereich genug
sind, ihr Leben verlängern können,
indem sie eine weitere Energiequelle anzapfen:
die Fusion von Kohlenstoff zu Magnesium.
Da Magnesium allerdings auch bei der Heliumfusion
erzeugt werden kann, ist der Beweis dieser
Theorie noch nicht wasserdicht. Das noch
fehlende Teil in diesem Puzzle wäre
die Entdeckung von Natrium, das den Einsatz
eines weiteren Observatoriums erfordert:
dem Hubble Weltraumteleskop. Das Forscherteam
hat bereits Beobachtungszeit an Hubble für
das kommende Jahr zugesagt bekommen, und
wird dann hoffentlich die endgültige
Antwort über den Ursprung dieses einzigartigen
Sterns geben können.
Die wissenschaftliche Arbeit erscheint
im Juli in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics.
Kontakt-Adressen
Professor Klaus Werner und Dr. Thomas Rauch,
Universität Tübingen
Tel: 07071
2978601 (Büro), +49 7072
921465 (privat)
Fax: 07071 2973458, E-Mail:
werner@astro.uni-tuebingen.de
Professor Martin Barstow, University of
Leicester, UK
Tel: +44 116 252 3492 (Büro),
+44 116 2862330 (privat); +44 776 62 333
62 (mobil)
Fax: +44 116 252 3311, E-Mail:
mab@star.le.ac.uk
Dr. Jeffrey Kruk, Johns Hopkins University,
Baltimore, USA
Tel: +01 410 516 8744 (Büro),
+01 301 270 2974 (privat)
Fax: +01 410 516
5494, E-Mail: kruk@pha.jhu.edu
Hintergrund
H1504+65 und weiße Zwergsterne
Weiße Zwerge sind die sterbenden inneren Überreste
von Sternen, die unserer Sonne ähnlich
sind. Tatsächlich ist die Entstehung
eines weißen Zwergs das Schicksal der
meisten Sterne, die eine Masse von bis zum
etwa achtfachen der Sonne haben. Noch massereichere
Sterne explodieren als Supernovae. Während
ihres Lebens erzeugen Sterne Energie durch
den Prozess der Fusion von Wasserstoff zu
Helium, und fusionieren später Helium
und erzeugen dadurch Kohlenstoff und Sauerstoff.
Sobald ihr Brennstoff zur Neige geht, werden
sie instabil und werfen ihren äußere
Hülle ab. Sobald alle möglichen
Quellen von thermonuklearer Fusion versiegt
sind, kollabiert der übrig gebliebene
innere Kern des Sterns unter seinem eigenen
Gewicht und formt daraus einen weißen
Zwerg. Zur gleichen Zeit wird er sehr heiß,
bis zu rund 200.000 Grad. Der weiße
Zwerg hat keine innere Energiequelle mehr
und wird deshalb nach und nach kühler
und dunkler.
H1504+65 ist von besonderem Interesse, weil
er der heißeste und damit jüngste
bekannte weiße Zwerg ist. Er ist ein
leuchtschwaches, unauffälliges Objekt
im sichtbaren Licht, aber er ist eines der
hellsten Objekte am Himmel im Röntgenlicht.
Er hat eine Oberflächentemperatur von
200.000 Grad, mehr als das 30-fache der Sonne.
Chandra und FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic
Explorer)
Das Chandra-Röntgenteleskop und FUSE
wurden beide durch die NASA 1999 in eine
Umlaufbahn um die Erde gestartet. Ihre Instrumente
machen spektroskopische Beobachtungen, das
heißt, das Licht, das wir von astronomischen
Objekten erhalten, wird in seine Bestandteile
zerlegt, in seine Röntgen- und Ultraviolett-Farben,
genauso wie sichtbares Licht auf natürliche
Weise durch Wassertropfen in der Atmosphäre
in einen Regenbogen aufgefächert wird,
oder auf künstliche Weise durch
ein Prisma. Wenn man sie in feinstem Detail
untersucht, ist jedes Spektrum ein Fingerabdruck,
der uns verrät, welche chemischen Elemente
vorhanden sind, und es enthüllt die
physikalischen Bedingungen in dem untersuchten
Objekt.
