Astronomen entdecken Doppelsternsystem aus Weißen Zwergen in kosmischer Nachbarschaft

Forscher haben ein Sternensystem aus zwei Weißen Zwergen entdeckt, bei dem die Sterne auf einer sehr schmalen Umlaufbahn umeinander kreisen und unweigerlich kollidieren werden. Bei der Entdeckung handelt es sich um das erste Doppelsternsystem seiner Art, bei dem gesichert ist, dass es in einer Typ-1a-Supernova enden wird.

Die zwei Weißen Zwerge werden sich über die Zeit immer mehr aneinander annähern. Bild: University of Warwick/Mark Garlick

Ein Forschungsteam der Universität Warwick hat ein Doppelsternsystem entdeckt, das in ferner Zukunft als Supernova vom Typ 1a explodieren wird. Das Besondere daran ist, dass beide Weißen Zwerge nur rund 150 Lichtjahre von der Erde entfernt sind, was astronomisch betrachtet direkt in unserer Nähe ist. Die Entdeckung wurde nun in Nature Astronomy veröffentlicht.

Weiße Zwerge sind die ausgebrannten Überreste ehemals sonnenähnlicher Sterne.

Bei dem System mit der Bezeichnung WDJ181058.67+311940.94 handelt es sich um zwei extrem kompakte Sternreste mit einer Gesamtmasse von 1,56 Sonnenmassen. Die hohe Masse deutet darauf hin, dass das System eines Tages unweigerlich explodieren wird, allerdings erst in einer sehr fernen Zukunft von 23 Milliarden Jahren.

Allmähliche Annäherung

Normalerweise existieren Weiße Zwerge als einzelne Objekte. In seltenen Fällen aber umkreisen sich zwei solcher Sternrelikte in enger Bahn, wie in diesem Fall. Die beiden Sterne nähern sich durch den Energieverlust in Form von Gravitationswellen allmählich einander an.

„Seit Jahren wurde ein massereiches Doppelsternsystem dieser Art in unserer Umgebung vermutet. Als ich es schließlich in den Daten entdeckte, war ich sofort begeistert“, berichtet James Munday, Doktorand an der Universität Warwick und Erstautor der Studie. Gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam verfolgte er das Sternensystem mithilfe einiger der größten optischen Teleskope weltweit, um dessen genaue Struktur zu ermitteln.

Kollision garantiert

Die Untersuchung ergab, dass die beiden Weißen Zwerge lediglich ein Sechzigstel des Abstands zwischen Erde und Sonne voneinander entfernt sind. Damit befinden sie sich auf einer extrem engen Umlaufbahn und bewegen sich unaufhaltsam auf eine katastrophale Kollision zu.

„Demzufolge ist dies das erste Doppelsternsystem seiner Art, bei dem sicher ist, dass es in einer Supernova des Typs 1a enden wird – und das in einem Zeitrahmen, der mit dem Alter des Universums vergleichbar ist.“
– James Munday, Doktorand an der Universität Warwick

Dieser Typ der Supernovae ist wichtig für die Astronomie, da sie als Standardmaß dient, um Entfernungen im All zu bestimmen. Die Ursache solcher Explosionen ist nicht abschließend geklärt, man vermutet aber, dass viele durch Doppelsternsysteme ausgelöst werden.

Die nun bestätigte Entdeckung liefert erstmals ein konkretes Beispiel für ein solches Szenario. „Endlich können wir mit Sicherheit einen kleinen, aber bedeutsamen Anteil der Typ-1a-Supernovae in unserer Milchstraße erklären“, erklärt Munday. Obwohl das System so nahe liegt, besteht für die Erde keine weitere Gefahr. Der kosmische Zusammenstoß wird sich in ferner Zukunft abspielen, wenn das Universum vermutlich schon deutlich älter ist als heute.

Umlaufzeit verkürzt sich drastisch

Gegenwärtig umkreisen sich die beiden Weißen Zwerge noch gemächlich: Ihre Umlaufzeit beträgt mehr als 14 Stunden. Doch mit fortschreitender Zeit wird sich dieser Wert weiter verkürzen. Kurz vor der Explosion wird ein Umlauf nur noch 30 bis 40 Sekunden lang dauern.

„Ein solches System so nah zu finden, deutet darauf hin, dass sie häufiger vorkommen könnten, als bislang angenommen. Andernfalls hätten wir viel weiter in die Galaxie blicken müssen, um eines zu entdecken.“
– Dr. Ingrid Pelisoli, Astrophysikerin an der Universität Warwick und Mitautorin der Studie

Das Projekt steht erst am Anfang, da die Suche nach Vorläufersystemen solcher Supernovae noch weitergeht. „Wir hoffen auf weitere aufregende Funde. Schritt für Schritt kommen wir der Lösung des Rätsels um die Herkunft dieser Explosionen näher“, erklärt Pelisoli.

Der finale Ausbruch wird spektakulär verlaufen: Eine sogenannte vierfache Detonation beginnt mit der Explosion der Oberfläche des massereicheren Zwergs, setzt sich in seinem Inneren fort und überträgt sich schließlich auch auf den Partnerstern – ein gewaltiges Ereignis mit der Energie von Billionen Atomwaffen.

Eines Tages wird das kosmische Schauspiel am Himmel als extrem heller Lichtpunkt erscheinen, nämlich zehnmal heller als der Vollmond und 200.000-mal heller als Jupiter.

Quellenhinweis:

Munday, J., Pakmor, R., Pelisoli, I. et al. (2025): A super-Chandrasekhar mass type Ia supernova progenitor at 49 pc set to detonate in 23 Gyr. Nature Astronomy.