Leuchtfeuer im Weltraum: Erstmals kompletter Nova-Ausbruch beobachtet

Vom Ausbruch über das Helligkeitsmaximum bis hin zum Ausglühen: Die Satelliten-Konstellation BRITE dokumentierte die vollständige Entwicklung einer Nova. Auch Innsbrucker Forscher waren daran beteiligt.

Künstlerische Darstellung des Ausbruchs einer Nova.
© K. Ulaczyk, Warschau Universität Observatorium

Insnbruck, Graz, Wien – 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, darunter Innsbrucker, Grazer und Wiener Astronomen und Weltraumforscher, 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.

Beobachtung durch Zufall

Die Satelliten haben bisher in Summe 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.

Position der Nova Carinae 2018 am Himmel, aufgenommen am 5. April 2018.
© W. Paech & F. Hofmann, Chamaeleon and Onjala Observatory, Namibia

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.

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Vom Ausbruch bis zum Ausglühen

Zwischen März und Juli 2018 konnten die Wissenschafter 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. Für Zwintz war sofort klar, „dass uns ein weltweit einzigartiges Beobachtungsmaterial zur Verfügung stand.“

Die Forscher erhielten dadurch auch die Bestätigung des bisherigen Erklärungskonzepts für Novae, speziell, dass Schockfronten für die Helligkeitsausbrüche verantwortlich sind, so Werner Weiss vom Institut für Astrophysik der Universität Wien. Die Nova fand übrigens schon vor langer Zeit statt, "ihr Licht brauchte etwa 13.000 Jahre bis zur Erde". (APA)


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