Doppelstern-System

Neue Beweise: Kollidierende Weiße Zwerge explodieren als Supernovae

Pittsburgh (USA)/Tel Aviv (Israel) – In der Milchstraße gibt es so viele enge Doppelsysteme aus Weißen Zwergsternen, dass es einmal pro Jahrhundert zu einer Kollision der kompakten Himmelsobjekte kommt. Das stellten Forscher bei der Auswertung einer Himmels-Durchmusterung fest. Die Rate stimmt mit der Häufigkeit von Supernova-Ausbrüchen eines bestimmten Typs überein. Das sei ein starkes Indiz dafür, dass kollidierende Weiße Zwerge diese Art von Sternexplosionen auslösen, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“.

„Wir theoretisieren nicht über die Existenz von Paaren aus Weißen Zwergen, wir beobachten sie“, sagt Carles Badenes von der University of Pittsburgh in den USA. Zusammen mit seinem Kollegen Dan Maoz von der Universität Tel Aviv in Israel hat Badenes den Sloan Digital Sky Survey, eine der umfangreichsten Durchmusterungen des Himmels, nach Weißen Zwergen durchforstet. Die beiden Astronomen fanden insgesamt 4000 dieser kompakten Endstadien der Sternentwicklung. Weiße Zwerge besitzen etwa so viel Masse wir die Sonne, sind aber nur so groß wie die Erde.

Von diesen Weißen Zwergen zeigen 15 Umlaufgeschwindigkeiten größer als 250 Kilometer pro Sekunde. Daraus folgern Badenes und Maoz, dass es sich hierbei um enge Paare aus zwei Weißen Zwergen handelt. Derart enge Paare verlieren jedoch Bahnenergie und bewegen sich deshalb auf einer Spiralbahn aufeinander zu – bis sie schließlich zusammenprallen. „Wir müssen zwar einige Modellannahmen machen, um aus den Geschwindigkeiten die Kollisionsrate zu berechnen“, so Badenes, „aber die beobachtete Anzahl führt unweigerlich zu einer hohen Rate.“

Normale Supernovae entstehen, wenn massereiche Sterne am Ende ihres Lebens kollabieren und einen großen Teil ihrer Materie ins All schleudern. Zurück bleibt der zu einem Neutronenstern oder Schwarzem Loch komprimierte Kern des Sterns. Supernovae des Typs Ia jedoch sind anders, bei ihnen gibt es keinen Überrest. Bislang konkurrieren zwei Modelle miteinander darum, diese Explosionen zu erklären. Im einen Modell saugt ein Weißer Zwerg solange Masse von einem normalen Stern auf, bis er explodiert. Im anderen Modell kollidieren zwei Weiße Zwerge miteinander. Die Analyse von Badenes und Maoz neigt nun die Waagschale zugunsten des zweiten Modells.

Supernovae des Typs Ia sind für die Astronomen von besonderer Bedeutung, da sie bei der Vermessung des Kosmos als sogenannte Standardkerzen dienen: Sie besitzen eine einheitliche Charakteristik, aus der sich die Entfernung der Explosion bestimmen lässt. Die Sternexplosionen haben beispielsweise zu der Entdeckung geführt, dass das Universum sich nicht nur ausdehnt, sondern sich die kosmische Expansion auch noch durch eine bislang rätselhafte Dunkle Energie beschleunigt. Für die Astrophysiker ist es deshalb wichtig zu verstehen, welche physikalischen Vorgänge zu den Explosionen führen.