Astronomie Erstmals Nova-Ausbruch lückenlos belegt

Die Satelliten-Konstellation BRITE hat erstmals die komplette Entwicklung einer Nova beobachtet – eine gewaltige, mit einem Helligkeitsausbruch einhergehende Wasserstoffexplosion in einem Doppelsternsystem.

Ein internationales Forscherteam unter Leitung der Michigan University berichtet über den Verlauf dieses kosmischen Ereignisses im Fachjournal «Nature Astronomy».

2013 starteten mit «TUGSAT-1» und «UniBRITE» die ersten österreichischen Satelliten ins All. Sie waren zugleich auch die ersten Sonden der von Österreich, Kanada und Polen getragenen BRITE-Konstellation – in Summe fünf Nanosatelliten, die Daten über die Helligkeitsschwankungen sehr heller und massenreicher Sterne sammeln. Davon erhofft man sich Verbesserungen der Theorien über den Aufbau von Sternen und die Geschichte des Universums.

Die Satelliten haben bisher Millionen von Bildern aufgenommen. Dass dabei auch ein Nova-Ausbruch dokumentiert werden konnte, war dem Zufall zu verdanken. Die Satelliten hatten 2018 über mehrere Wochen hindurch kontinuierlich 18 Sterne im Sternbild Carina beobachtet, als Rainer Kuschnig, Operations Manager der BRITE-Konstellation an der Technischen Universität (TU) Graz, bei der täglichen Kontrolle der Sonden plötzlich einen neuen Stern auf den Bildern entdeckte. «Auf einmal war da ein Stern auf unseren Aufnahmen, der am Vortag noch nicht da war», so Kuschnig.

Im Zentrum ein weisser Zwerg

Der vermeintliche neue Stern entpuppte sich als sogenannte Nova. Die Hauptrolle in diesem kosmischen Ereignis spielt ein sogenannter Weisser Zwerg. Dabei handelt es sich um die Überreste einer ausgebrannten Sonne. Die Materie eines Weissen Zwergs ist sehr dicht gepackt. Mit seiner grossen Schwerkraft saugt er Gas aus den Aussenschichten des zweiten Sterns ab – und zwar so lange, bis das zusätzliche Gas auf der Oberfläche des Weissen Zwergs so dicht und heiss wird, dass der Wasserstoff darin explosionsartig verschmilzt.

Wie bei der Explosion einer Wasserstoffbombe entstehen dabei gewaltige Schockfronten und es kommt zu einem enormen Lichtausbruch und zur Produktion energiereicher Strahlung wie Gamma- und Röntgen-Strahlung.

Es geschah vor 13'000 Jahren

Zwischen März und Juli 2018 konnten die Wissenschaftler das Ereignis in all seinen Phasen – vom Ausbruch über das Helligkeitsmaximum bis zum Ausglühen – und " in einer noch nie dagewesenen Präzision» dokumentieren, wie Konstanze Zwintz, Leiterin des BRITE Science Teams vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck erklärte.

Sie erhielten dadurch auch die Bestätigung des bisherigen Erklärungskonzepts für Novae, speziell, dass Schockfronten für die Helligkeitsausbrüche verantwortlich sind. Die Nova fand übrigens schon vor langer Zeit statt, «ihr Licht brauchte etwa 13'000 Jahre bis zur Erde».

*Fachartikellink: https://doi.org/10.1038/s41550-020-1070-y