Künstlerische Darstellung einer Supernova. Bildnachweis: James Josephides, Swinburne University of Technology
Was passiert, wenn eine Supernova-Explosion direkt neben einem anderen Stern losgeht? Der Stern schwillt an, was Wissenschaftler als häufiges Ereignis im Universum vorhersagen. Supernova-Explosionen sind der dramatische Tod massereicher Sterne, die etwa 8-mal schwerer sind als unsere Sonne.
Die meisten dieser massereichen Sterne befinden sich in Doppelsternsystemen, in denen sich zwei Sterne eng umeinander kreisen, so dass viele Supernovae in Doppelsternsystemen auftreten. Die Anwesenheit eines Begleitsterns kann auch die Entwicklung und Explosion von Sternen stark beeinflussen. Aus diesem Grund suchen Astronomen seit langem nach Begleitsternen nach Supernovae – eine Handvoll wurden in den letzten Jahrzehnten entdeckt und einige hatten ungewöhnlich niedrige Temperaturen.
Wenn ein Stern in einem Doppelsternsystem explodiert, treffen die Trümmer der Explosion heftig auf den Begleitstern. Normalerweise reicht die Energie nicht aus, um den ganzen Stern zu beschädigen, sondern heizt stattdessen die Oberfläche des Sterns auf. Durch die Hitze schwillt der Stern dann an, als hätte er eine riesige Brandblase auf der Haut. Diese Sternblase kann 10 bis 100 Mal größer sein als der Stern selbst.
Der angeschwollene Stern erscheint sehr hell und kühl, was erklären könnte, warum einige entdeckte Begleitsterne niedrige Temperaturen hatten. Sein aufgeblasener Zustand hält nur „astronomisch“ kurz an – nach einigen Jahren oder Jahrzehnten kann die Blase „heilen“ und der Stern schrumpft in seine ursprüngliche Form zurück.
In ihrer kürzlich veröffentlichten Studie eines Wissenschaftlerteams unter der Leitung des OzGrav-Postdoktoranden Dr. Ryosuke Hirai (Monash University) führte das Team Hunderte von Computersimulationen durch, um zu untersuchen, wie sich Begleitsterne in Abhängigkeit von ihrer Interaktion mit einem nahen Stern aufblähen oder anschwellen Supernova. Es wurde festgestellt, dass die Leuchtkraft aufgeblasener Sterne nur mit ihrer Masse korreliert und nicht von der Stärke der Wechselwirkung mit der Supernova abhängt. Die Dauer der Schwellung ist auch länger, wenn die beiden Sterne näher sind.
„Wir haben unsere Ergebnisse auf eine Supernova namens SN2006jc angewendet, die einen Begleitstern mit niedriger Temperatur hat. Wenn dies tatsächlich ein aufgeblasener Stern ist, wie wir glauben, gehen wir davon aus, dass er in den nächsten Jahren schnell schrumpfen wird“, erklärt Hirai .
Die Zahl der nach Supernovae entdeckten Begleitsterne nimmt im Laufe der Jahre stetig zu. Wenn Wissenschaftler einen aufgeblasenen Begleitstern und seine Kontraktion beobachten können, können diese Datenkorrelationen die Eigenschaften des Doppelsternsystems vor der Explosion messen – diese Erkenntnisse sind äußerst selten und wichtig, um zu verstehen, wie sich massereiche Sterne entwickeln.
„Wir halten es für wichtig, nach Supernovae nicht nur Begleitsterne zu finden, sondern sie einige Jahre bis Jahrzehnte lang zu beobachten, um zu sehen, ob sie zurückschrumpfen“, sagt Hirai.
Referenz: „Observability of inflated Companion stars after supernovae in massive binaries“ von Misa Ogata, Ryosuke Hirai und Kotaro Hijikawa, 21. Mai 2021, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stab1439
