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Flucht aus der Milchstraße: Stern stellt Geschwindigkeitsrekord auf

Von Thorsten Dambeck

NASA, ESA, P. Ruiz Lapuente, S. Geier

Er ist mit 1200 Kilometern unterwegs - pro Sekunde: Astronomen ist der bislang schnellste Stern ins Netz gegangen, der aus unserer Milchstraße herausrast.

Eine Supernova-Explosion aus nächster Nähe zu erleben, das ist kaum empfehlenswert. Schließlich geht es um eine Art Wasserstoffbombe mit der Masse eines ganzen Sterns. Doch genau dies ist dem Stern US 708 passiert, den Astronomen in knapp 28.000 Lichtjahren Entfernung ausgemacht haben. Die Wucht der Explosion hat ihn auf ein Rekordtempo katapultiert. Mit 1200 Kilometern pro Sekunde entflieht er nun der Milchstraße. Zum Vergleich: Bei diesem flotten Tempo wären Mondfahrer nach fünf Minuten am Ziel.

Ein Forscherteam um Stephan Geier von der Dr.-Karl-Remeis-Sternwarte in Bamberg, das Astronomische Institut der Universität Erlangen-Nürnberg, hat das Tempo von US 708 gemessen. Die Resultate und Auswertungen schildern sie im Fachmagazin "Science". Der Stern gehört zur Konstellation Großer Bär - und dass er besonders schnell durch die Milchstraße flitzt, war schon zuvor bekannt. "Doch dass er alle anderen ungebundenen Sterne in puncto Geschwindigkeit übertrifft, haben erst unsere Messungen gezeigt", sagt Geier.

Der aktuellen Studie zufolge geschah die gigantische Supernova-Explosion vor 14 Millionen Jahren. "Damals gehörte US 708 noch zu einem Doppelstern-System", erläutert Geier. Das ist zunächst nichts Ungewöhnliches, denn etwa die Hälfte aller Sterne kreisen in Doppel- oder Mehrfachsystemen. Auch sein damaliger Partner, ein Weißer Zwergstern, ist alles andere als selten. Es ist das Endstadium, zu dem sich sonnenähnliche Sterne entwickeln, wenn sie ihren nuklearen Brennstoff aufgebraucht haben.

Ein Umlauf in zehn Minuten

Doch im Fall US 708 hatten sich die Verhältnisse dramatisch zugespitzt. Beide Sterne waren sich enorm auf die Pelle gerückt. Kaum mehr ein Fünftel des Sonnenradius trennte das Doppel, einen kompletten Umlauf absolvierten sie in nur zehn Minuten. Durch den geringen Abstand konnte der Weiße Zwerg mit seiner Schwerkraft so viel Gas von US 708 absaugen und es auf seiner Oberfläche ansammeln, bis genügend für eine Detonation vorhanden war.

"Die Explosion zerriss den Weißen Zwerg vollständig, es blieb nichts von ihm übrig", sagt Geier. Dieses Schicksal blieb US 708 zwar erspart, aber er wurde zu einem stellaren Außenseiter: Anders als bei sonnenähnlichen Sternen hat er nur eine dünne Wasserstoffhülle, in seinem Innern erzeugt er Energie durch die Verschmelzung von Helium.

Mit 1200 Kilometern pro Sekunde ist US 708 etwa doppelt so schnell wie die Fluchtgeschwindigkeit der Milchstraße, das heißt, ihre Anziehungskraft kann ihn nicht mehr aufhalten. Astronomen nennen solche Sterne "Hyperschnellläufer". Sie sind offenbar selten, lediglich wenige Dutzend sind bekannt. Die meisten von ihnen kamen wahrscheinlich durch ein anderen Zwischenfall als bei US 708 auf ihr irrwitziges Tempo - und zwar durch die Begegnung mit einem schwarzen Loch.

"Am besten mit Supernova-Szenario zu erklären"

Darauf deuten unter anderem Computersimulationen, die am Los Alamos National Laboratory in New Mexiko durchgeführt wurden. Demnach kann das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße mit der Schwerkraft seiner rund vier Millionen Sonnenmassen Hyperschnellläufer erzeugen.

Und das geht so: Ein Doppelstern, der sich diesem Monstrum nähert, wird von dessen enormen Schwerefeld rüde auseinandergerissen. Der eine Partner umrundet fortan das Loch auf einer Ellipse, der andere wird ins All katapultiert. Solch ein Rauswurf geschieht mit hohem Tempo, leicht kann die Fluchtgeschwindigkeit dabei übertroffen werden.

Doch die von Geier und Kollegen neu vermessenen Geschwindigkeiten weisen bei US 708 in eine andere Richtung. "Wir haben die möglichen Bahnen rekonstruiert, die zu seinem heutigen Ort geführt haben können, das zentrale schwarze Loch der Milchstraße liegt nicht an diesem Weg. Dieses Szenario kommt also nicht in Frage", stellt Stephan Geier klar.

Das sieht auch Warren Brown vom Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge so. Brown hatte vor zehn Jahren den ersten Hyperschnellläufer entdeckt. "Er ist anders als die sonnenähnlichen Hyperschnellläufer, die ich entdeckt habe. Am besten lässt er sich mit dem Supernova-Szenario erklären", kommentiert der US-Astronom die Studie.

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insgesamt 8 Beiträge
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1.
bratworst 06.03.2015
"Schließlich geht es um eine Art Wasserstoffbombe mit der Masse eines ganzen Sterns". Ich finde diesen Vergleich total unpassend. Nur weil ein Stern - zumindest anfangs - hauptsächlich aus Wassersoff besteht, erfolgt seine Explosion nicht wegen der Fusion von Teilchen, sondern durch einen gravitativen Kollaps am Ende seines Sternenlebens. Er fällt also deswegen zusammen, weil eben keine Energie mehr freigesetzt wird und seine Hüllen auf Abstand hält!
2. Es war natürlich nicht die Druckwelle der Explosion...
Alderamin 06.03.2015
... die US 708 auf diese hohe Geschwindigkeit gebracht hat, sondern die hatte er schon beim Umlauf um den explodierten Stern als Orbitalgeschwindigkeit. Als dieser durch die Explosion zerstört wurde, ging US 708 gewissermaßen die gravitative Kette verloren, die ihn festhielt, und so flog er fortan geradlinig davon, wie die Kugel beim Hammerwerfen, wenn der Werfer das Seil loslässt. Siehe auch hier: http://www.spektrum.de/news/der-schnellste-stern-unserer-galaxis/1335480.
3.
random_walker 06.03.2015
Zitat von bratworst"Schließlich geht es um eine Art Wasserstoffbombe mit der Masse eines ganzen Sterns". Ich finde diesen Vergleich total unpassend. Nur weil ein Stern - zumindest anfangs - hauptsächlich aus Wassersoff besteht, erfolgt seine Explosion nicht wegen der Fusion von Teilchen, sondern durch einen gravitativen Kollaps am Ende seines Sternenlebens. Er fällt also deswegen zusammen, weil eben keine Energie mehr freigesetzt wird und seine Hüllen auf Abstand hält!
...wollte ich auch schon sagen. So ein Stern ist effektiv eine kontinuierliche Wasserstoffbombe (je nach Punkt im Lebenszyklus finden natürlich auch noch andere Fusionsprozesse statt), die Supernova am Ende aber noch mal ein ganz anderes Kaliber. Davon abgesehen: Ich verstehe ja, dass bei Themen wie Supernovae einem das Wort "gigantisch" ganz schnell auf den Bildschirm rutscht, aber bei dem speziellen Szenario (aka Typ Ia Supernova) ist es eigentlich nicht angebracht
4. Wasserstoffbombe ist berechtigt
Alderamin 06.03.2015
Zitat von bratworst"Schließlich geht es um eine Art Wasserstoffbombe mit der Masse eines ganzen Sterns". Ich finde diesen Vergleich total unpassend. Nur weil ein Stern - zumindest anfangs - hauptsächlich aus Wassersoff besteht, erfolgt seine Explosion nicht wegen der Fusion von Teilchen, sondern durch einen gravitativen Kollaps am Ende seines Sternenlebens. Er fällt also deswegen zusammen, weil eben keine Energie mehr freigesetzt wird und seine Hüllen auf Abstand hält!
Er fällt in sich zusammen, weil die Fusionsprozesse im Inneren nicht mehr genug Strahlungsdruck liefern, um den Gravitationskollaps aufzuhalten, aber wenn der Kern zu einem Neutronenstern kollabiert, dann prallt von diesem eine Druckwelle ab, die den Stern von innen nach außen durchläuft und eine massive Kernfusion auslöst, die die Hülle des Sterns zerreisst. Dabei entstehen auch Elemente schwerer als Eisen, die in Sternen ansonsten nicht entstehen können, weil sie mehr Energie zur Fusion benötigen, als dabei frei wird. Alles Gold, Silber und Uran der Erde stammt zum Beispiel aus Supernova-Explosionen (wie überhaupt alle Elemente mit Orndunszahl über 26).
5.
wosenjohn 06.03.2015
Zitat von bratworst"Schließlich geht es um eine Art Wasserstoffbombe mit der Masse eines ganzen Sterns". Ich finde diesen Vergleich total unpassend. Nur weil ein Stern - zumindest anfangs - hauptsächlich aus Wassersoff besteht, erfolgt seine Explosion nicht wegen der Fusion von Teilchen, sondern durch einen gravitativen Kollaps am Ende seines Sternenlebens. Er fällt also deswegen zusammen, weil eben keine Energie mehr freigesetzt wird und seine Hüllen auf Abstand hält!
Hier wurde eine Supernova Typ Ia beschrieben, dort sammelt ein Weißer Zwerg Materie an bis eine kritische Masse (Chandrasekhar Grenze) erreicht ist. Dann zündet schlagartig die Fusion von Kohlenstoff. Hier handelt es sich also durchaus um eine "Fusionsbombe" (was der eigentliche Fachbegriff für diese Waffengattung ist, Wasserstoffbombe ist nur Umgangssprache, auch Bomben mit Lithium als Fusionsmaterial, wie Castle Bravo, werden als Wasserstoffbomben bezeichnet). Ich bin zwar mit dem Wasserstoffbomben Vergleich auch nicht glücklich, aber physikalisch sehe ich da keinen Fehler.
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