Anfang dieses Jahres beobachteten Astronomen, wie eine Nova-Explosion von der Oberfläche eines weißen Zwergsterns im System RS Ophiuchi explodierte. RS Ophiuchi liegt 5.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und besteht aus einem weißen Zwerg und einem roten Riesenstern, die in der Umlaufbahn eingeschlossen sind. Der weiße Zwerg könnte tatsächlich in der Hülle des roten Riesen umkreisen. Aber diese Nova war nur der Geschmack dessen, was kommen wird. Der weiße Zwerg zieht Material vom roten Riesen weg und wird schließlich genug Masse sammeln, um als Supernova zu explodieren.
Am 12. Februar 2006 entdeckten Himmelsbeobachter eine Nova, die auftauchte, als sich ein schwacher Stern dramatisch aufhellte und für das bloße Auge sichtbar wurde. Die Ursache für die Aufhellung war eine thermonukleare Explosion, die die äußeren Schichten eines weißen Zwergsterns abblies und den Kern unversehrt ließ.
"Diese Nova war für Astronomen aufregender als jedes Feuerwerk", sagte Jennifer Sokoloski (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Hauptautorin eines Papiers, das morgen in der Zeitschrift Nature erscheint.
Dennoch war der Ausbruch im Vergleich zu dem, was kommen wird, winzig. Astronomen sagen voraus, dass der betreffende Stern in ferner Zukunft als Supernova heftig explodieren könnte, sich selbst zerreißt und seine gasförmigen Überreste über den Weltraum verteilt. Ähnliche Explosionen sind hell genug, um über Milliarden von Lichtjahren hinweg gesehen zu werden. Dieses nahe gelegene System in der Milchstraße bietet Astronomen die einmalige Gelegenheit, ihr physikalisches Verständnis einer Art seltener Sternensysteme zu verfeinern, die solch mächtige Explosionen erzeugen können.
"Astronomen verwenden solche Supernovae, um die Expansion des Universums zu messen. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie sich die Sternensysteme, die diese Explosionen erzeugen, vor ihrem Tod entwickeln", sagte Sokoloski.
Das untersuchte Sternensystem RS Ophiuchi befindet sich etwa 5.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbilds Ophiuchus. RS Ophiuchi besteht aus einem dichten weißen Zwergstern (einem Sternkern von der Größe der Erde, der jedoch mehr Masse als die Sonne enthält) und einem aufgeblähten roten Riesenstern. Der rote Riesenbegleiter strahlt einen Sternwind aus, der Material auf den weißen Zwerg verschüttet. Wenn sich genug von diesem Material angesammelt hat, kommt es laut Theoretikern zu einer gigantischen thermonuklearen Explosion.
Interessanterweise kreist der weiße Zwergstern in der ausgedehnten gasförmigen Hülle seines Begleiters. Das Material, das während der Nova aus dem Weißen Zwerg ausgestoßen wird, pflügt sich in dieses umgebende Material und erzeugt eine Stoßwelle, die sowohl Gas erwärmt, um energetische Röntgenstrahlen zu emittieren, als auch Elektronen beschleunigt, um Radiowellen zu emittieren.
"Was wir aus den Röntgendaten ableiten konnten, konnten wir mit den Radioteleskopen abbilden", erklärte Michael Rupen (National Radio Astronomy Observatory), der RS Ophiuchi mit dem Very Long Baseline Array der National Science Foundation studierte.
Mit Satelliten und bodengestützten Teleskopen untersuchten unabhängige Teams RS Ophiuchi bei mehreren Wellenlängen. Ihre Beobachtungen zeigten, dass die Explosion komplexer war als allgemein angenommen. Standard-Computermodelle setzen eine sphärische Explosion voraus, bei der Materie gleichermaßen in alle Richtungen ausgestoßen wird. Beobachtungen von RS Ophiuchi zeigten Hinweise auf zwei gegenüberliegende Materiestrahlen und eine mögliche ringartige Struktur.
"Die Radiobilder sind das erste Mal, dass wir die Geburt eines Jets in einem weißen Zwergsystem gesehen haben", sagte Rupen. "Wir sehen buchstäblich, wie sich der Jet einschaltet."
Systeme wie RS Ophiuchi können schließlich eine weitaus stärkere Explosion hervorrufen - eine Supernova -, wenn der Weiße Zwerg genug Masse ansammelt, um ihn zusammenbrechen und heftig explodieren zu lassen. Da solche Supernova-Explosionen (von Astronomen als Typ-1a-Supernovae bezeichnet) alle ausgelöst werden, wenn der Weiße Zwerg die gleiche Masse erreicht, wird angenommen, dass sie in ihrer intrinsischen Helligkeit nahezu identisch sind. Dies macht sie als „Standardkerzen“ zur Messung von Entfernungen im Universum äußerst wertvoll.
Mit dem Rossi X-ray Timing Explorer berechneten die Wissenschaftler, dass die Masse des Weißen Zwergs fast 1,4-mal so groß ist wie die der Sonne - fast so massiv, wie ein Weißer Zwerg vor dem Zusammenbruch werden kann.
„Eines Tages wird RS Ophiuchi explodieren. Was diesen Februar geschah, war nur ein kleiner Schluckauf - ein Vorläufer der kommenden größeren Dinge “, sagte Koji Mukai (Goddard Space Flight Center der NASA), Co-Autor des Naturberichts.
Autoren des Nature-Papiers waren Sokoloski, Gerardo Luna vom Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik, Mukai und Scott Kenyon vom Zentrum.
Der Rossi X-Ray Timing Explorer wird von der NASA Goddard verwaltet. Das Very Long Baseline Array ist ein Instrument des National Radio Astronomy Observatory, einer Einrichtung der National Science Foundation, die im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung von Associated Universities, Inc. betrieben wird.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen unterteilt sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Originalquelle: CfA-Pressemitteilung
