Weiße Zwerge auf Kollisionskurs

Astronomen haben erstmals die Vorstufe für bestimmte Sternexplosionen aufgespürt: 4500 Lichtjahre von der Erde entfernt steuern zwei Weiße Zwergsterne auf einer immer enger werdenden Spiralbahn aufeinander zu. In 700 Millionen Jahren, so hat das internationale Forscherteam berechnet, kommt es zur Kollision – und dann explodieren die beiden Sterne als Supernova. Sternexplosionen dieses Typs spielen eine wichtige Rolle bei der Vermessung des Kosmos. Die Untersuchung des Systems könne deshalb von großer Bedeutung für die Kosmologie sein, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Bislang handelte es sich bei der Entstehung von Supernovae des Typs Ia aus der Verschmelzung von zwei Weißen Zwergen um pure Theorie“, erläutert David Jones von der Universität in La Laguna auf Teneriffa. „Das Sternenpaar in Henize 2-428 zeigt uns diesen Vorgang erstmals in der Realität!“ Henize 2-428 ist ein planetarischer Nebel, eine von einem Stern am Ende seiner Entwicklung ausgestoßene Gaswolke. Im Zentrum eines planetarischen Nebels fällt der Stern zu einem langsam abkühlenden Weißen Zwerg zusammen.

Zwei eng benachbarte helle Objekte in einer Gaswolke.
Doppelter Weißer Zwerg in Henize 2-428

„Doch als wir uns den Zentralstern von Henize 2-428 mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO anschauten, fanden wir dort nicht einen, sondern gleich zwei Weiße Zwerge“, berichtet Henri Boffin von der ESO. Mithilfe weiterer Beobachtungen an mehreren Teleskopen auf den Kanarischen Inseln konnten die Forscher die Umlaufbahnen der beiden Zwergsterne und damit auch ihre Massen genau bestimmen. Die Umlaufzeit beträgt bei einem Abstand von 1,12 Millionen Kilometern lediglich 4,2 Stunden. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein verliert ein solches System durch die Abstrahlung von Gravitationswellen Energie. Die Folge: Es kommt schließlich zu einem Zusammenstoß der beiden Sterne – in diesem Fall in 700 Millionen Jahren, wie die Forscher berechneten.

Jeder der beiden Weißen Zwerge enthält, so die Berechnungen des Teams weiter, die 0,88-fache Masse der Sonne. Zusammen ergibt das nach der Kollision 1,76 Sonnenmassen – deutlich mehr als das sogenannte Chandrasekhar-Limit von 1,4 Sonnenmassen. Ein Weißer Zwerg mit größerer Masse kann nicht stabil sein: Er explodiert als Supernova des Typs Ia. Solche Sternexplosionen dienen den Himmelsforschern als Standardkerzen, als einheitliche Lichtquellen also, mit denen sich große Entfernungen messen lassen. Denn aus dem Verlauf der Helligkeitsentwicklung können die Forscher die tatsächliche Helligkeit und damit auch die Entfernung bestimmen. Ein fundiertes physikalisches Verständnis der Supernovae ist deshalb wichtig für die Vermessungen des Kosmos.