Vor vielen Millionen oder Milliarden von Jahren ging einem gigantischen Stern im Sternbild Schütze namens J1808 der Treibstoff aus, er brach unter seinem eigenen Gewicht zusammen und explodierte.
Explosionen wie diese sind im Kosmos häufig; Wissenschaftler wissen, dass sie Teil eines Prozesses sind, der mächtige Sonnen in geschrumpfte Neutronensterne verwandelt - die kleinsten und dichtesten Sterne im Universum. Was Astronomen heute an J1808 fasziniert hat, ist die Tatsache, dass es so ist immer noch explodiert und überschüttet anscheinend unsere Galaxie mit einigen der intensivsten Lichtstrahlen, die jemals entdeckt wurden.
Am 20. August 2019 zeichnete ein spezielles Neutronenstern-Beobachtungsteleskop an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) eine thermonukleare Explosion auf J1808 auf, die alle zuvor entdeckten Explosionen wegblies. Der kurze Röntgenstrahl flackerte nur 20 Sekunden lang, setzte jedoch in dieser Zeit mehr Energie frei als die Sonne der Erde in 10 Tagen, so eine Pressemitteilung der NASA. Es war der hellste Energieblitz, der jemals vom Teleskop aufgezeichnet wurde, das 2017 online ging.
"Dieser Ausbruch war hervorragend", sagte Peter Bult, Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA und Hauptautor einer kürzlich in The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Studie über die Explosion, in einer Erklärung. "Wir sehen eine zweistufige Änderung der Helligkeit, die unserer Meinung nach durch das Auswerfen separater Schichten von der Oberfläche und andere Merkmale verursacht wird, die uns helfen, die Physik dieser mächtigen Ereignisse zu entschlüsseln."
Eine instabile Partnerschaft
J1808 ist ein Pulsar oder ein Neutronenstern, der sich extrem schnell dreht und starke elektromagnetische Strahlung von beiden Polen abgibt. Sterne wie dieser drehen sich so schnell (J1808 vollendet ungefähr 400 Umdrehungen pro Sekunde), dass die Energiestrahlen an ihren Polen jedes Mal, wenn sie auf die Erde zeigen, wie Blitzlichter zu pulsieren scheinen.
Ähnlich wie bei einem Schwarzen Loch kann die starke Schwerkraft eines Neutronensterns stetig große Mengen umgebender Materie anziehen, die sich in einer riesigen, wirbelnden Scheibe am Rand des Sterns ansammeln (dies wird als "Akkretionsscheibe" bezeichnet). Laut den Autoren der neuen Studie scheint J1808 lange Zeit Wasserstoffgas aus einem mysteriösen Himmelsobjekt angesaugt zu haben, mit dem es eine binäre Umlaufbahn teilt. Dieses Objekt, größer als ein Planet und doch kleiner als ein Stern, erhält den schmeichelhaften kosmologischen Sammeltitel "Brauner Zwerg".
Die am 20. August beobachtete massive Explosion scheint das Ergebnis einer langen, einseitigen Beziehung zwischen J1808 und seinem braunen Partner zu sein, schrieben die Forscher. Der Neutronenstern scheint in den letzten Jahren so viel Wasserstoff von seinem Nachbarn aufgenommen zu haben, dass das Gas zu einem superschnellen, superdichten "Meer" wurde, das nach innen zu fallen begann und die Oberfläche des Sterns bedeckte. Die Hitze des Sterns erwärmte dieses Meer so sehr, dass eine Kernreaktion einsetzte, die dazu führte, dass Wasserstoffkerne zu Heliumkernen verschmolzen. Im Laufe der Zeit bildete dieses neu gebildete Helium eine zweite Gasschicht um die Oberfläche des Sterns, die sich über mehrere Meter tief erstreckte, schrieben die Forscher.
"Sobald die Heliumschicht einige Meter tief ist, können Heliumkerne unter diesen Bedingungen zu Kohlenstoff verschmelzen", sagte der Co-Autor der Studie, Zaven Arzoumanian, ebenfalls mit der NASA, in der Erklärung. "Dann bricht das Helium explosionsartig aus und setzt einen thermonuklearen Feuerball über die gesamte Pulsaroberfläche frei."
Die Forscher glauben, dass die Explosion am 20. August stattfand, als ein solcher Feuerball schnell hintereinander sowohl die Wasserstoff- als auch die Heliumschicht um den Stern herum wegblies und einen doppelten Blitz intensiv heller Röntgenenergie in den Weltraum schoss. (J1808 und sein Partner befinden sich ungefähr 11.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, was kosmisch gesehen ziemlich nahe ist).
Diese Interpretation der Explosion passt zu den ISS-Beobachtungen, lässt jedoch ein wichtiges Detail aus. Nach den ersten beiden Spitzen der Röntgenenergie setzte der Pulsar eine dritte, etwas schwächere Explosion frei, die etwa 20% heller war als das normale Flackern des Sterns. Es ist nicht klar, welche Art von Mechanismus diesen letzten Energiestoß ausgelöst hat, sagten die Forscher.
