Astronomie Nova-Explosion beobachtet: Wie ein Riese einen Zwerg füttert

Am Max-Planck-Institut für Physik in München wurde eine Nova-Explosion beobachtet und dabei festgestellt, dass solche Ausbrüche offenbar kosmische Strahlung erzeugen.

Roter Riese füttert Weißen Zwerg (künstlerische Darstellung)
Klein frisst groß - so geht es im Universum zu. Ein supermassereicher Weißer Zwerg "ernährt" sich von der Materie eines nicht ganz so schweren Roten Riesen. Bildrechte: superbossa.com/MPP

An, aus, an, aus – es ist, als ob jemand immer wieder einen Lichtschalter betätigt. Die Nova RS Ophiuchi (auch kurz "RS Oph" genannt) im Sternbild Schlangenträger erstrahlt mit schöner Regelmäßigkeit im Abstand von etwa 15 Jahren. Denn so oft kommt es dort zu einer Explosion.

Grund ist ein System, in dem zwei Sterne in einer parasitären Beziehung zueinander stehen, der eine ernährt sich vom anderen. Der eine ist ein Weißer Zwerg, ein kleiner, ausgebrannter und ungeheuer dichter Stern – ein Teelöffel seiner Materie wiegt etwa eine Tonne. Er umkreist den anderen, einen Roten Riesen, also einen alten Stern, der bald verglühen wird.

Fressen und gefressen werden

Der sterbende Riesenstern füttert den Weißen Zwerg mit Materie, indem er seine äußere Wasserstoffschicht abwirft. Dieses Gas strömt dann zu dem nahen Weißen Zwerg. Dieser Materiestrom setzt sich fort, bis sich der Weiße Zwerg selbst "überfressen" hat. Temperatur und Druck in den neu gewonnenen Sternhüllen werden zu groß und werden in einer gigantischen thermonuklearen Explosion weggeschleudert. Der Weiße Zwerg bleibt dabei allerdings unversehrt, und der Kreislauf beginnt von neuem.

Das Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Physik in München hat dazu ein Video angefertigt, die schriftlichen Erklärtexte darin sind allerdings auf Englisch.

Video-Vorschaubild 2 min
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2 min

Do 14.04.2022 11:37Uhr 01:49 min

https://www.mdr.de/wissen/videos/video-nova-explosion-weisser-zwerg-roter-riese-100.html

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Explosion mit hoher Energie

Dass solche Explosionen hohe Energien freisetzen, wurde natürlich schon vorher vermutet. Die benutzten Teleskope zeichneten nun Gammastrahlen mit einem Wert von 250 Gigaelektronenvolt auf, eine der höchsten Energien, die je bei einer Nova gemessen wurden. Zum Vergleich: Diese Strahlung ist hundert Milliarden Mal energiereicher als sichtbares Licht.

Kosmische Strahlung

Nach der Explosion breiteten sich mehrere Schockfronten um das Doppelsternsystem aus. Diese Schockwellen wirken wie ein riesiges Kraftwerk, in dem die Teilchen nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Die Messungen des Forschungsteams deuten darauf hin, dass die Gammastrahlung von energiereichen Protonen, den Kernen von Wasserstoffatomen, ausgeht.

"Das macht auch Novaausbrüche zu einer Quelle kosmischer Strahlung", erklärt David Green, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Physik und einer der Autoren der neuen Studie. Allerdings würden diese Ausbrüche nur eine untergeordnete Rolle spielen, schränkt er ein, "das heißt, sie tragen nur zur kosmischen Strahlung in der näheren Umgebung bei. Die Hauptakteure der kosmischen Strahlung sind die Überreste von Supernovae. Die Schockfronten, die bei Sternexplosionen entstehen, sind im Vergleich zu Novae weitaus heftiger."

Um das komplizierte Zusammenspiel solcher gewaltigen Ausbrüche mit dem interstellaren Medium in der Milchstraße vollständig zu verstehen, sind weitere Beobachtungen nötig. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden deshalb weiterhin nach solchen "unruhigen" Objekten in unserer Galaxie und darüber hinaus suchen.

Link zur Studie

Die Studie "Proton acceleration in thermonuclear nova explosions revealed by gamma rays" ist im Journal "Nature Astronomy" erschienen.

(rr)

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