Toter Stern erzeugt Schockwelle, die es nicht geben dürfte – Wissenschaftler geben zu, keine Ahnung zu haben

Astronomen haben das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO's VLT) auf einen toten Stern namens RXJ0528+2838 gerichtet und etwas gefunden, das es eigentlich nicht geben dürfte: eine Schockwelle. Nicht irgendeine Schockwelle, sondern eine, die nach aktueller Physik dieses besondere Sternenüberbleibsel unmöglich erzeugen kann.

Die in Nature Astronomy veröffentlichte Entdeckung ist das astronomische Äquivalent dazu, als würde man feststellen, dass der ruhige Nachbar, der nie das Haus verlässt, irgendwie eine Rave-Party schmeißt. „Wir haben etwas gefunden, das noch nie zuvor gesehen wurde und, was noch wichtiger ist, völlig unerwartet war“, sagte Simone Scaringi, außerordentlicher Professor an der Durham University, UK, und Mit-Hauptautor der Studie.

„Unsere Beobachtungen zeigen einen starken Ausfluss, der nach unserem derzeitigen Verständnis nicht existieren dürfte“, fügte Krystian Ilkiewicz hinzu, Postdoktorand am Nikolaus-Kopernikus-Astronomischen Zentrum in Warschau, Polen, und Mit-Hauptautor der Studie.

Ein „Ausfluss“ ist für diejenigen unter uns, die nicht ihre Tage damit verbringen, sterbende Sterne anzustarren, Material, das von einem Objekt im Weltraum ausgestoßen wird. RXJ0528+2838 befindet sich etwa 730 Lichtjahre von der Erde entfernt und umkreist wie die Sonne und andere Sterne das Zentrum der Milchstraße. Während er sich durch den Weltraum bewegt, trifft er auf Gas zwischen den Sternen und erzeugt einen Bugstoß – im Wesentlichen einen gekrümmten Bogen aus Material, ähnlich der Welle, die sich vor einem Schiff aufbaut.

Hier liegt das Problem: Bugstöße entstehen typischerweise, wenn Material, das von einem Stern wegströmt, auf seine Umgebung trifft. Doch im Fall von RXJ0528+2838 können Astronomen keinen bekannten Prozess identifizieren, der das Beobachtete vollständig erklärt.

RXJ0528+2838 ist ein Weißer Zwerg – der übrig gebliebene Kern eines sterbenden massearmen Sterns –, der von einem sonnenähnlichen Begleiter umkreist wird. In solchen Doppelsternsystemen kann Material vom Begleiter auf den Weißen Zwerg gezogen werden, wodurch oft eine Scheibe entsteht, die den toten Stern füttert, während ein Teil der Materie in starken Ausflüssen zurück in den Weltraum geschleudert wird. RXJ0528+2838 zeigt jedoch keine Hinweise auf eine solche Scheibe, was die Astronomen ohne die übliche Erklärung für den Ausfluss und den umgebenden Nebel lässt.

„Die Überraschung, dass ein angeblich ruhiges, scheibenloses System einen so spektakulären Nebel erzeugen kann, war einer dieser seltenen ‚Wow‘-Momente“, sagte Scaringi.

Die Struktur wurde erstmals in Bildern entdeckt, die mit dem Isaac-Newton-Teleskop in Spanien aufgenommen wurden, und ihr seltsames Aussehen veranlasste die Forscher, sie mit dem MUSE-Instrument am VLT der ESO genauer zu untersuchen. „Beobachtungen mit dem ESO-MUSE-Instrument ermöglichten es uns, den Bugstoß im Detail zu kartieren und seine Zusammensetzung zu analysieren“, erklärte Ilkiewicz. „Dies war entscheidend, um zu bestätigen, dass die Struktur wirklich vom Doppelsternsystem stammt und nicht von einem unrelated Nebel oder einer interstellaren Wolke.“

Größe und Form des Bugstoßes deuten darauf hin, dass RXJ0528+2838 seit mindestens 1000 Jahren einen starken Ausfluss erzeugt. Das schafft ein weiteres Problem: Wissenschaftler wissen noch nicht, wie ein toter Stern ohne Scheibe einen solchen Ausfluss so lange aufrechterhalten kann, obwohl das Magnetfeld des Systems einen wichtigen Hinweis liefern könnte.

Es ist bekannt, dass RXJ0528+2838 ein starkes Magnetfeld besitzt, was die MUSE-Beobachtungen bestätigten. Anstatt zuzulassen, dass sich Material des Begleitsterns zu einer Scheibe ansammelt, scheint das Magnetfeld diese Materie direkt auf den Weißen Zwerg zu leiten.

„Unsere Entdeckung zeigt, dass diese Systeme auch ohne Scheibe starke Ausflüsse erzeugen können, was einen Mechanismus offenbart, den wir noch nicht verstehen“, sagte Ilkiewicz. „Diese Entdeckung stellt das Standardbild infrage, wie sich Materie in diesen extremen Doppelsternsystemen bewegt und wechselwirkt.“

Die Forscher vermuten, dass das Magnetfeld mit einer verborgenen Energiequelle zusammenhängen könnte – die Scaringi als „Rätselmotor“ bezeichnet –, doch die Erklärung bleibt unvollständig. Beobachtungen zufolge könnte das heutige Magnetfeld des Weißen Zwergs einen Bugstoß nur für ein paar hundert Jahre aufrechterhalten, doch die Struktur scheint seit mindestens 1000 Jahren zu existieren. Das Magnetfeld allein kann das Phänomen also noch nicht vollständig erklären.

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