Juni 30, 2022

Kreuznacher Rundschau

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Astronomen haben die schnellste Explosion eines Nova-Sterns aufgezeichnet, die je gesehen wurde.  Diese Abbildung zeigt die Art von Zwei-Sterne-System, von dem das Forschungsteam glaubt, dass V1674 Hercules dazugehört

Schnellste je aufgezeichnete Nova, die an nur einem Tag brennt

Astronomen haben die schnellste Explosion eines Nova-Sterns aufgezeichnet, die je gesehen wurde.

Sie beobachteten, wie ein weißer Zwergstern einem nahen Roten Riesen Gas „stahl“ und eine Explosion auslöste, die hell genug war, dass sie von der Erde aus mit einem Fernglas gesehen werden konnte.

Die Nova-Explosion mit dem Namen V1674 Hercules ereignete sich am 12. Juni letzten Jahres 100 Lichtjahre entfernt, dauerte aber nur einen Tag – dreimal schneller als jede vorherige Explosion.

Eine Nova ist ein plötzlicher Ausbruch von hellem Licht aus einem Zwei-Sterne-System. Jede Nova wird von einem Weißen Zwerg – dem sehr dichten Überrest des Sterns – und einem nahe gelegenen Begleitstern erzeugt.

Experten der Arizona State University hoffen, dass ihre Beobachtung dazu beitragen wird, größere Fragen über die Chemie unseres Sonnensystems, den Tod von Sternen und die Entwicklung des Universums zu beantworten.

Astronomen haben die schnellste Explosion eines Nova-Sterns aufgezeichnet, die je gesehen wurde. Diese Abbildung zeigt die Art von Zwei-Sterne-System, von dem das Forschungsteam glaubt, dass V1674 Hercules dazugehört

Was ist eine weiße Schale?

Ein Weißer Zwerg ist der Überrest eines kleineren Sterns, dem der Kernbrennstoff ausgegangen ist.

Während große Sterne – solche mit einer Masse von mehr als dem Zehnfachen unserer Sonnenmasse – am Ende ihres Lebens erstaunlich heftige Höhepunkte wie eine Supernova-Explosion erleben, sind kleinere Sterne solch dramatischen Schicksalen entgangen.

Wenn Sterne wie die Sonne das Ende ihres Lebens erreichen, geht ihnen der Treibstoff aus, sie dehnen sich als Rote Riesen aus und stoßen später ihre äußeren Hüllen ins All aus.

Übrig bleibt nur der sehr heiße und dichte Kern des einstigen Sterns – des Weißen Zwergs.

Weiße Zwerge haben ungefähr die Masse der Sonne, aber ungefähr den Radius der Erde, was bedeutet, dass sie unglaublich dicht sind.

Die Schwerkraft auf der Oberfläche eines Weißen Zwergs beträgt das 350.000-fache der Schwerkraft auf der Erde.

Es wird sehr dicht, weil seine Elektronen zusammenstoßen, was zur „degenerativen Substanz“ führt.

Das bedeutet, dass der Radius des massereichsten Weißen Zwergs kleiner ist als der seines weniger massereichen Gegenstücks.

Das Material wurde mit Millionen von Meilen pro Stunde in den Weltraum geschossen – was von der Erde aus etwas mehr als 24 Stunden lang sichtbar war, bevor es verblasste.

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„Es war, als würde man eine Taschenlampe ein- und wieder ausschalten“, sagte Hauptautor Professor Sumner Starfield von der Arizona State University.

Novae unterscheiden sich von Supernovae. Sie treten in binären Systemen auf, in denen es einen unglaublich dichten kleinen Stern und einen größeren Begleiter gibt, ähnlich der Sonne.

Ersterer leitet im Laufe der Zeit Materie aus Letzterem ab, die sich auf dem Weißen Zwerg befindet.

Der Weiße Zwerg erhitzt dann dieses Material, wodurch eine unkontrollierte Reaktion ausgelöst wird, die einen Energiestoß freisetzt und das Material mit hoher Geschwindigkeit wegschießt, was wir als sichtbares Licht beobachten.

Die helle Nova verblasst normalerweise in zwei Wochen oder länger, aber V1674 Hercules ist an einem Tag verschwunden.

Professor Starrfield sagte: „Es war ungefähr einen Tag entfernt, und die bisher schnellste Nova war eine, die wir 1991 untersucht haben, die V838 Herculis, die in ungefähr zwei oder drei Tagen abstürzte.“

Nova-Ereignisse mit dieser Geschwindigkeit sind selten, was diese Nova zu einem wertvollen Studienobjekt macht.

Nicht nur seine Geschwindigkeit war ungewöhnlich, auch Licht und Energie sendeten Impulse aus wie der hallende Klang einer Glocke.

Alle 501 Sekunden gibt es eine nachweisbare Oszillation in den sichtbaren und Röntgenlichtwellen. Es ist noch ein Jahr übrig – und es soll noch länger dauern.

„Das Ungewöhnlichste ist, dass dieses Wackeln vor der Explosion gesehen wurde“, sagte Mark Wagner, Chief Science Officer am Big-Eyed Telescope Observatory am Mount Graham im südlichen Arizona.

Aber es war auch offensichtlich, als die Nova 10 Grad heller war. Das Rätsel, mit dem die Leute zu kämpfen versuchen, treibt diese Periodizität an, die Sie vielleicht über dem hellen Band des Systems sehen.

Das amerikanische Team bemerkte auch seltsame Winde, als es das von der Nova emittierte Material beobachtete, von dem sie glauben, dass es von den Standorten des Weißen Zwergs und seines Begleitsterns abhängt.

Sie scheinen den Materialfluss in den Raum zu bilden, der das System umgibt, das im Sternbild Herkules liegt.

Es ist ein sehr bequemer Ort, eingebettet in einen dunklen Himmel im Osten, wenn die Dämmerung nach Sonnenuntergang verblasst.

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Da er damit weniger als 17 Grad nördlich des Himmelsäquators liegt, ist er von überall auf der Welt zu sehen – und mit einer Belichtungszeit von nur wenigen Sekunden zu fotografieren.

Novae kann uns wichtige Informationen über unser Sonnensystem und sogar das Universum als Ganzes liefern.

Es wird angenommen, dass jedes Jahr etwa 30 bis 60 in der Milchstraße vorkommen, obwohl in dieser Zeit nur etwa 10 entdeckt wurden. Die meisten von ihnen sind von interstellarem Staub verdeckt.

Ein Weißer Zwerg sammelt und verändert Materie und sättigt dann den umgebenden Raum mit neuer Materie, wenn er sich in eine Supernova verwandelt.

Es ist ein wichtiger Teil des Materiekreislaufs im Weltraum, da das von Novas ausgestoßene Material schließlich neue Sternensysteme bilden wird.

Ereignisse wie diese haben auch dazu beigetragen, unser Sonnensystem zu formen und sicherzustellen, dass die Erde nicht nur ein Klumpen Kohlenstoff ist.

Weiße Zwerge sind die unglaublich dichten Überreste von sonnengroßen Sternen, die ihren Kernbrennstoff erschöpft haben und auf ungefähr die Größe der Erde schrumpfen (künstlerische Darstellung)

Weiße Zwerge sind die unglaublich dichten Überreste von sonnengroßen Sternen, die ihren Kernbrennstoff erschöpft haben und auf ungefähr die Größe der Erde schrumpfen (künstlerische Darstellung)

Professor Starfield sagte: „Wir versuchen immer herauszufinden, wie das Sonnensystem entstanden ist und woher die chemischen Elemente im Sonnensystem stammen.

Eines der Dinge, die wir aus dieser Supernova lernen werden, ist zum Beispiel die Menge an Lithium, die diese Explosion produziert hat.

„Wir sind uns jetzt ziemlich sicher, dass ein erheblicher Teil des Lithiums auf der Erde aus dieser Art von Eruptionen stammt.“

Manchmal verliert ein Weißer Zwergstern nicht das gesamte Material, das während einer Nova-Explosion gesammelt wurde, sodass er mit jedem Zyklus an Masse gewinnt.

Dies wird ihn schließlich instabil machen, und der Weiße Zwerg kann eine Supernova vom Typ 1a erzeugen, eines der hellsten Ereignisse im Universum.

Jede Supernova vom Typ 1a erreicht die gleiche Helligkeit, daher werden sie als Standardkerzen bezeichnet.

Co-Autor Professor Charles Woodward von der University of Minnesota sagte: „Standardkerzen sind so hell, dass wir sie in großen Entfernungen im ganzen Universum sehen können.

Indem wir uns ansehen, wie sich die Helligkeit des Lichts ändert, können wir Fragen zur Beschleunigung des Universums oder zur dreidimensionalen Gesamtstruktur des Universums stellen. Dies ist ein interessanter Grund für unsere Untersuchung einiger dieser Systeme.

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Darüber hinaus können uns Novae mehr darüber verraten, wie sich Sterne in Doppelsternsystemen bis zu ihrem Tod entwickeln, ein Prozess, der nicht gut verstanden wird.

Sie dienen auch als lebende Labore, in denen Wissenschaftler Kernphysik in Aktion sehen und theoretische Konzepte testen können.

Die beobachtbare Nova ist jetzt zu schwach, um von anderen Arten von Teleskopen gesehen zu werden, aber sie kann dank ihrer großen Öffnung und modernen Scannern immer noch mit dem großäugigen Teleskop beobachtet werden.

Professor Starfield und Kollegen planen nun, die Ursache, die Prozesse, die dazu geführt haben, den Grund für den Rekordrückgang und die Kräfte hinter den beobachteten Winden und der pulsierenden Helligkeit zu untersuchen.

Der Hinweis wurde am gepostet Forschungsnotizen der American Astronomical Society.

Wie entstehen Sterne?

Sterne bilden sich aus dichten Molekülwolken – aus Staub und Gas – in Regionen des interstellaren Raums, die als Sternenkindergärten bekannt sind.

Eine einzelne Molekülwolke, die hauptsächlich aus Wasserstoffatomen besteht, kann das Tausendfache der Masse der Sonne haben.

Sie unterliegen einer turbulenten Bewegung, wenn sich Gas und Staub im Laufe der Zeit bewegen, wodurch Atome und Moleküle gestört werden, was dazu führt, dass einige Bereiche mehr Materie enthalten als andere.

Wenn sich genug Gas und Staub in einem Bereich ansammeln, beginnt er unter dem Gewicht seiner eigenen Schwerkraft zu kollabieren.

Wenn es zu zerfallen beginnt, wird es langsam heißer und dehnt sich nach außen aus, wobei es mehr von dem umgebenden Gas und Staub absorbiert.

An diesem Punkt, wenn die Region etwa 900 Milliarden Meilen breit ist, wird sie zum prästellaren Kern und zum Anfangsprozess, um ein Stern zu werden.

Dann, in den nächsten 50.000 Jahren, wird diese Breite um 92 Milliarden Meilen schrumpfen, um zum inneren Kern des Sterns zu werden.

Überschüssiges Material wird in Richtung der Pole des Sterns geschleudert, und um den Stern bildet sich eine Scheibe aus Gas und Staub, die einen Protostern bildet.

Dieses Material wird dann in den Stern eingebaut oder in eine breitere Scheibe ausgestoßen, die zur Bildung von Planeten, Monden, Kometen und Asteroiden führt.