Entdeckung! Astronomen beobachten zum ersten Mal eine seltsame Sternentstehung

Astronomen glauben, einen seltsamen Stern beobachtet zu haben, der sich bildet. Sollte sich dies bestätigen, wäre es die erste Beobachtung eines Sterns dieser Art.

Die Entstehung eines fremden Sterns ist mit den Neutronensternen verbunden, die sich nach einer Supernova vom Typ II bilden können. Kredit: NASA

Wenn ein Stern das Ende seines Lebens erreicht, tritt er in einen Prozess ein, der zu einem Phänomen führt, das Supernova genannt wird: Der innere Teil des Sterns kollabiert, während die äußeren Teile in einer extrem energiereichen Explosion freigesetzt werden. Dieses Phänomen tritt bei Sternen auf, die viel massereicher sind als die Sonne, und am Ende des Prozesses erscheint ein stellarer Überrest, der ein Neutronenstern oder ein schwarzes Loch sein kann.

Trotz der Berühmtheit von schwarzen Löchern sind Neutronensterne ebenfalls extreme Objekte und haben etwas eigenartige Eigenschaften. Diese Sterne bestehen hauptsächlich aus Neutronen und haben eine sehr hohe Dichte, die durch den Gravitationsdruck verursacht wird. In einigen Fällen kann der Druck so stark sein, dass die Neutronen in Quarks zerfallen.

Kürzlich wurde in einem wissenschaftlichen Artikel in der Zeitschrift Nature Astronomy über die mögliche Entdeckung der Entstehung eines seltsamen Sterns berichtet. Bei den seltsamen Sternen handelt es sich um Neutronensterne, die einem so extremen Druck ausgesetzt waren, dass sie in Quarks zersetzt wurden. Sollte sich dies bestätigen, wäre dies der erste Nachweis eines Sterns dieses Typs, den die Theorie seit den 1980er Jahren gesehen hat.

Was passiert, wenn ein Stern stirbt?

Ein Stern verbringt sein ganzes Leben damit, Elemente zu anderen zu verschmelzen. Bei diesem Prozess wird Energie freigesetzt, die den Stern im hydrostatischen Gleichgewicht hält. Wenn sie jedoch das Eisenatom erreicht, stößt der Stern an seine Grenzen, da ihm der Brennstoff ausgeht, und kollabiert. Der innere Teil kollabiert durch die Schwerkraft, während der äußere Teil mit extrem hoher Energie in einer Explosion, der Supernova, ausgestoßen wird.

Die Intensität des Kollapses wird durch die endgültige Masse des Sterns bestimmt, die davon abhängt, welches Objekt das endgültige Schicksal des Sterns sein wird.

Bei sehr massereichen Sternen gibt es zwei mögliche Objekte, wenn eine Supernova entsteht. Eines dieser Objekte ist ein Neutronenstern, ein Objekt, bei dem der Druck so stark ist, dass Protonen und Elektronen zu Neutronen verschmelzen. Das andere mögliche Objekt ist ein schwarzes Loch, bei dem der Kollaps noch intensiver war und eine Singularität im Zentrum gebildet hat. Ein schwarzes Loch hat einen Bereich, der als Ereignishorizont bezeichnet wird und aus dem nicht einmal Licht entkommen kann.

Strange stars

Es gibt jedoch noch ein drittes Objekt, das aus diesen Zusammenbrüchen entstehen könnte, das aber noch hypothetisch ist und bisher nicht beobachtet wurde. Die Theorie besagt, dass sie entstehen, wenn der Druck im Kern eines Neutronensterns so extrem wird, dass die Neutronen in Quarks zerfallen.

Dieser Prozess mit Quarks würde einen noch dichteren Materiezustand bilden, der als seltsame Materie bekannt ist. Da ein seltsamer Stern noch nie beobachtet wurde, wird angenommen, dass er ganz andere Eigenschaften als Neutronensterne haben könnte, wie etwa eine feste Oberfläche und eine Kruste. Sie könnten auch Strahlung mit anderen Frequenzen aussenden.

Gamma Ray Bursts

Ein weiteres Phänomen, das mit Neutronensternen in Verbindung gebracht wird, sind GRBs oder Gammastrahlenausbrüche, die hellsten Explosionen im Universum. Es wird geschätzt, dass ein GRB in Sekunden mehr Energie freisetzt als die Sonne in ihrem gesamten Leben. Diese Explosionen werden in Gammastrahlen nachgewiesen und können von Millisekunden bis zu mehreren Minuten dauern.

GRBs are the brightest events in the universe and can last from milliseconds to several minutes. They are divided into short- and long-duration events. Credit: NASA

Einige der Ideen zur Erklärung der Entstehung von GRBs sind genau der Prozess des Todes massereicher Sterne oder der Zusammenstoß von Neutronensternen. Es gibt zwei Haupttypen von GRBs: Langdauernde, die mit dem Kollaps massereicher Sterne verbunden sind, und kurzdauernde, die mit der Verschmelzung von Neutronensternen zusammenhängen.

Entstehung eines fremden Sterns

In einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung wird ein GRB mit der Bezeichnung 240529A beschrieben, der nach Ansicht der Autoren Informationen über die Entstehung eines fremden Sterns enthält. Ein GRB könnte entstehen, wenn ein Neutronenstern zu einem fremden Stern kollabiert und dabei einen Strahlungsstoß freisetzt. Interessanterweise weist 240529A drei verschiedene Momente auf, die mit den Phasen des Kollapses verbunden sind.

Die erste Phase wäre der ursprüngliche Kollaps, bei dem der Neutronenstern entstand, die zweite Phase wäre der Kollaps des Neutronensterns zu einem fremden Stern und die dritte Phase schließlich die Abbremsung des fremden Sterns. Jede Phase ist durch ein anderes Gammastrahlenspektrum gekennzeichnet, das durch Minuten getrennt ist. Außerdem weist die Lichtkurve im Röntgenspektrum "Plateaus" auf, die die Autoren als Phasen der Entstehung des fremden Sterns interpretieren.

Erste Beobachtung?

Obwohl die Analyse von GRB 240529A Hinweise auf die mögliche Entstehung eines fremden Sterns liefert, sind für eine endgültige Bestätigung genauere Beobachtungen erforderlich. Weitere Beobachtungen werden in den kommenden Jahren mit zukünftigen Teleskopen und Observatorien möglich sein. Die Bestätigung der Existenz von fremden Sternen würde eine Revolution in der Astronomie bedeuten.

Quellenhinweis:

Tian et al. 2025 Signature of strange star as the central engine of GRB 240529A arXiv