Was passiert, wenn zwei Sterne kollidieren? Hubble enthüllt eine faszinierende Entdeckung
Dank der Beobachtungen mit ultraviolettem Licht durch das Hubble-Weltraumteleskop haben Astronomen entdeckt, dass ein massereicher Weißer Zwerg, der nur 130 Lichtjahre entfernt ist, tatsächlich der Überrest einer Sternenkollision ist.
Astronomen der Universität Warwick haben überraschende Hinweise darauf gefunden, dass ein nahegelegener Weißer Zwerg, bekannt als WD 0525+526, tatsächlich das Ergebnis der Verschmelzung zweier Sterne ist, ein seltenes Ereignis, das herkömmliche Erklärungen zur Sternentwicklung in Frage stellt. Die Entdeckung wurde durch Ultraviolettbeobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop ermöglicht, das Spuren von Kohlenstoff in seiner heißen Atmosphäre nachweisen konnte, ein wichtiges Indiz für seinen ungewöhnlichen Ursprung.
Obwohl sie im Universum sehr häufig vorkommen, sind solche mit einer Masse, die größer ist als die der Sonne, äußerst selten und werfen zahlreiche Fragen auf. Dies ist der Fall bei WD 0525+526, einem ultramassiven Weißen Zwerg, der nur 130 Lichtjahre von der Erde entfernt ist und dessen Entstehung bisher ein Rätsel war ... bis jetzt.
Ein Ursprung, der auf eine Sternenkollision hindeutet
Im sichtbaren Spektrum erschien WD 0525+526 als schwerer, aber gewöhnlicher Weißer Zwerg. Bei der Beobachtung im ultravioletten Licht entdeckte das Team unter der Leitung von Dr. Snehalata Sahu jedoch ein subtiles, aber aufschlussreiches Merkmal: das Vorhandensein von Kohlenstoff in seiner wasserstoffreichen Atmosphäre. Dieses Element bleibt normalerweise unter dicken Schichten von Wasserstoff und Helium verborgen, die den Kohlenstoff-Sauerstoff-Kern bedecken, aber in diesem Fall brachte etwas Ungewöhnliches es an die Oberfläche.
„Der Nachweis geringer Mengen an Kohlenstoff ist ein wichtiger Hinweis“, erklärte Sahu. „Er deutet darauf hin, dass dieser Weiße Zwerg nicht aus dem Zusammenbruch eines einzelnen massereichen Sterns entstanden ist, sondern wahrscheinlich der Überrest einer Verschmelzung zweier Sterne ist. Er lässt auch vermuten, dass es viele weitere solche Objekte geben könnte, die für das bloße Auge unsichtbar sind und nur mit ultravioletten Beobachtungen nachweisbar sind.“
Dünne Schichten und beispiellose Prozesse
Einer der auffälligsten Aspekte der in Nature Astronomy veröffentlichten Studie ist, dass die Wasserstoff- und Heliumschichten, die WD 0525+526 umgeben, zehn Milliarden Mal dünner sind als die eines typischen Weißen Zwergs. Laut Dr. Antoine Bédard, Mitautor der Arbeit, wurden diese Schichten während der Sternkollision entfernt, wodurch der Kohlenstoff an die Oberfläche aufsteigen konnte.
Allerdings ist die Menge des nachgewiesenen Kohlenstoffs 100.000 Mal geringer als in anderen Überresten von Sternverschmelzungen. Dies und die hohe Temperatur (fast viermal so hoch wie die der Sonne) deuten darauf hin, dass sich WD 0525+526 in einem sehr frühen Evolutionsstadium nach der Verschmelzung befindet und jünger ist als alle anderen bisher bekannten Fälle.
Darüber hinaus identifizierte das Team ein Phänomen, das bisher noch nie bei einem Weißen Zwerg beobachtet worden war: Halbkonvektion, ein subtiler Prozess, bei dem kleine Mengen Kohlenstoff langsam in einer Atmosphäre aufsteigen, die für herkömmliche Konvektion noch zu heiß ist.
Ein neuer Maßstab für das Verständnis binärer Systeme
Die Forschung bietet nicht nur einen beispiellosen Einblick in ein bestimmtes Sternobjekt, sondern vertieft auch das Verständnis über das Schicksal von Doppelsternsystemen, die für das Verständnis kosmischer Ereignisse wie Supernovae von entscheidender Bedeutung sind.
„Es ist sehr ungewöhnlich, eindeutige Hinweise auf eine Verschmelzung in einem einzelnen Weißen Zwerg zu finden“, sagte Professor Boris Gänsicke, der die Hubble-Daten für die Studie beschafft hat. „Dank der Ultraviolett-Spektroskopie können wir diese Signale in einem frühen Stadium erkennen, wenn sie für optische Teleskope noch unsichtbar sind.“
Die Schlüsselrolle von Hubble und wie es weitergeht
Die Erdatmosphäre blockiert ultraviolettes Licht, sodass diese Beobachtungen nur vom Weltraum aus durchgeführt werden können. Derzeit ist Hubble das einzige Instrument, das dazu in der Lage ist, aber nach 35 Jahren im Einsatz betonen Astronomen die Dringlichkeit, einen Ersatz zu planen.
Da WD 0525+526 in den nächsten Millionen Jahren abkühlt, wird der Kohlenstoff wahrscheinlich stärker hervortreten. Derzeit bietet seine ultraviolette Helligkeit einen einzigartigen Einblick in den genauen Moment nach einer Sternfusion und wird damit zu einem neuen Maßstab für die zukünftige Forschung darüber, wie Sterne ihr Leben beenden.
Quellenhinweis:
Sahu, S., Bédard, A., Gänsicke, B.T. et al. A hot white dwarf merger remnant revealed by an ultraviolet detection of carbon. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02590-y