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Montag, 22.10.2018
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Geburt eines Neutronen-Doppelsterns

Exotische Supernova könnte Bildung von engen Neutronenstern-Paaren erklären

Explosive Geburt: Astronomen könnten erstmals beobachtet haben, wie ein Neutronenstern-Paar entsteht. Sie haben die Supernova eines Sterns entdeckt, der bereits einen Neutronenstern als Partner hat. Weil dieser dem sterbenden Stern schon vor der Supernova einen Großteil der Hülle absaugte, wurde bei der Explosion kaum noch Material ausgeschleudert, wie die Forscher im Fachmagazin "Science" berichten. Damit könnten sie Zeugen des entscheidenden Schritts bei der Bildung enger Neutronenstern-Paare geworden sein.
Wie Neutronenstern-Paare entstehen, wurde bisher nur theoretische postuliert - jetzt könnten Astronomen erstmals Zeuge davon geworden sein.

Wie Neutronenstern-Paare entstehen, wurde bisher nur theoretische postuliert - jetzt könnten Astronomen erstmals Zeuge davon geworden sein.

Die meisten Sterne im Kosmos sind keine "Einzelkinder", sondern bilden Paare. Sie werden gemeinsam in Gaswolken gebildet, altern zusammen und werden schließlich beide in Supernova-Explosionen zu Schwarzen Löchern oder Neutronensternen. Auf diese Weise könnte einst auch das Neutronenstern-Paar entstanden sein, dessen Kollision die Astronomen im August 2017 mithilfe von Gravitationswellen beobachtetet haben.

Erst Helium-Klau, dann Explosion


"Diese Explosionen sind wahrscheinlich der einzige Weg, auf dem Neutronenstern-Paare oder Paare aus einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch entstehen können, die kompakt genug für eine Verschmelzung sind", erklären Kishalay De vom California Institute of Technology und seine Kollegen. Wie dieser Wandel aber konkret abläuft, ist nur theoretisch bekannt. Beobachtet haben Astronomen bisher nur den ersten Schritt, die Entstehung des ersten Neutronensterns in einem Doppelsternsystem.

Die Supernova des zweiten Partners dagegen blieb bislang reine Theorie. Die Modelle besagen, dass dabei beide Partner schon im Vorfeld eine gemeinsame Hülle bilden. Die enorme Schwerkraft des Neutronensterns saugt seinem Begleiter einen Großteil des äußeren, vorwiegend aus Helium bestehenden Materials ab. Es entsteht eine beide umfassende heliumreiche Hülle. "Der entblößte Kern kollabiert schließlich und produziert eine schwache und sich schnell entwickelnde Supernova-Explosion, die nur wenig Material ausschleudert", erklären die Forscher.


Vor und während der Supernova iPTF14gqr (Kreis) in einer 920 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie

Vor und während der Supernova iPTF14gqr (Kreis) in einer 920 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie

Supernova mit extrem wenig Auswurf


Jetzt könnten De und sein Team erstmals Zeugen dieses Ereignisses geworden sein: der Supernova eines Sterns, der bereits einen Neutronenstern als Partner hat. Entdeckt wurde die Supernova iPTF 14gqr durch das Palomar-Observatorium in Kalifornien. Sofort benachrichtigten die Forscher Kollegen in aller Welt, um die weitere Entwicklung dieser Sternenexplosion mit verschiedenen Teleskopen zu ermöglichen.

Die Beobachtungen ergaben: Der erste Peak dieser Supernova verblasste ungewöhnlich schnell, bevor dann ein schwächerer zweiter Ausbruch folgte. "Das ist völlig anders als bei zuvor beobachteten Ereignissen dieser Art", konstatieren die Forscher. Ihren Analysen zufolge muss diese
Supernova statt mehrerer Sonnenmassen an Material nur rund ein Fünftel Sonnenmassen ins All hinausgeschleudert haben.

"Wir sahen den Kollaps dieses massereichen Sterns, aber erstaunlich wenig Auswurf", berichtet Des Kollege Mansi Kasliwa. "Das ist das erste Mal, dass wir einen Kernkollaps mit so wenig Materie sehen."


Bestätigung für die Theorie


Nach Ansicht der Forscher entsprechen die Merkmale der Supernova dem, was die Theorie für die zweite Sternenexplosion auf dem Weg zum Neutronenstern-Paar vorhersagt. "Unsere Beobachtungen liefern einen ersten Beleg für die Entwicklung eines Paares aus Heliumstern und kompaktem Objekt zur Bildung eines engen Neutronenstern-Paares", so die Astronomen. Das könnte bestätigen, dass solche Neutronenstern-Paare tatsächlich so entstehen, wie es die Modelle postulieren. (Science, w018; doi: 10.1126/science.aas8693)
(California Institute of Technology, Science, 12.10.2018 - NPO)
 
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