Künstlerische Darstellung einer symbiotischen, wiederkehrenden Nova ähnlich der T Corona Borealis, mit einer Akkretionsscheibe aus Materie, die von einem Roten Riesen gestohlen wurde und einen Weißen Zwerg umkreist (Bildnachweis: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani)
Eine neue Reihe von Vorhersagen für den so genannten „Glutstern“ T Corona Borealis deutet darauf hin, dass der Stern entweder am 27. März, am 10. November oder am 25. Juni 2026 zur Nova werden könnte. Andere Astronomen sind jedoch skeptisch gegenüber diesen Vorhersagen, die auf einem angedeuteten Muster in der Orbitalkonfiguration des explosiven Systems beruhen.
„T Corona Borealis [T CrB] ist ein einzigartiges Objekt, das Amateur- und Berufsastronomen seit mehr als einem Jahrhundert fasziniert“, sagt Léa Planquart vom Institut d’Astronomie et d’Astrophysique an der Université Libre de Bruxelles in Belgien gegenüber kosmischeweiten.de.
T CrB ist ein symbiotischer Doppelstern, ein Vampirsystem, in dem ein Weißer Zwerg Material von einem Roten Riesenstern absaugt. Ein Weißer Zwerg ist der dichte, kompakte Kernrest eines ehemals sonnenähnlichen Sterns, der die Masse eines Sterns in einem Volumen von etwa der Größe der Erde vereint. Ein Roter Riese steht für ein früheres Stadium in der Entwicklung eines Sterns, wenn der Wasserstoffvorrat eines sonnenähnlichen Sterns zur Neige geht und er anfängt, sich aufzublähen. Seine aufgeblähte Atmosphäre wird dann eine leichte Beute für die Schwerkraft des viel kleineren, aber dichteren Weißen Zwerges.
Das vom Roten Riesen eingefangene Material bildet eine spiralförmige Scheibe um den Weißen Zwerg und lagert dieses Material schließlich auf der Oberfläche des Weißen Zwerges ab. Sobald sich genügend Material angesammelt hat, wird eine thermonukleare Explosion ausgelöst. Sie zerstört den Weißen Zwerg nicht, aber wir können das Licht der Explosion über Tausende von Lichtjahren hinweg sehen.
Wir nennen dies eine Nova, nach dem lateinischen Wort für „neuer Stern“.
Normalerweise liegt T CrB bei einer Helligkeit von etwa +10, was bedeutet, dass er so schwach ist, dass man ihn nur mit Teleskopen mit mittlerer Öffnung oder großen Ferngläsern sehen kann. Wenn er jedoch zur Nova wird, wird er so hell, dass man ihn mit bloßem Auge sehen kann, und wird daher kurzzeitig als „neuer Stern“ am Nachthimmel sichtbar.
T CrB ist sogar noch spezieller als das, denn er ist einer von nur 11 bekannten „wiederkehrenden“ Novas, die wiederholt zur Nova werden, mit Lücken von weniger als 100 Jahren zwischen den Explosionen. Zuvor, am 9. Februar 1946 und am 12. Mai 1866, wurde der Weiße Zwerg im T CrB-System zur Nova. Er wurde auch um Weihnachten 1787 zur Nova, obwohl das genaue Datum nicht bekannt ist, und es gibt auch eine Vermutung, dass eine Nova in Verbindung mit diesem Stern irgendwann am Herbsthimmel von 1217 gesehen wurde.
Vor der Nova von 1946 wurde T CrB im Jahr 1938 leicht heller, bevor er kurz vor seiner Nova wieder dunkler wurde. Das gleiche Muster wurde auch bei T CrB in dieser Zeit beobachtet, wobei er 2015 um 0,7 Größenklassen heller wurde, bevor er 2023 wieder abnahm. Aus diesem Grund rechnen die Astronomen mit einer neuen Nova.
Jean Schneider vom Pariser Observatorium hat ebenfalls ein Muster zwischen den Zeitpunkten der T CrB-Novae festgestellt. Der Rote Riese und der Weiße Zwerg brauchen 227,5687 Tage, um sich gegenseitig zu umkreisen, und Schneider glaubt, dass jede Nova nach einer Zeit stattfindet, die genau einer ganzen Zahl von Umkreisungen entspricht. Mit anderen Worten: Irgendetwas an der Position des Weißen Zwerges und des Roten Riesen löst die Nova-Ausbrüche aus, sagt er.
Da ihre Bahnen jedoch kreisförmig sind, dürfte keine einzelne Position einen Einfluss haben. Daher schlägt Schneider die Anwesenheit eines dritten Objekts im T CrB-System auf einer breiteren, elliptischen Umlaufbahn vor. Das dritte Objekt befindet sich seiner Meinung nach alle 79-80 Jahre in der Nähe des Weißen Zwerges, was bedeutet, dass sich der Weiße Zwerg gleichzeitig von dem Roten Riesen und diesem hypothetischen dritten Objekt ernähren kann. Dies würde die Rate der auf den Weißen Zwerg fallenden Materie erhöhen und die Bedingungen für eine Nova schaffen.
Bisher ist dieses dritte Objekt, falls es existiert, unentdeckt geblieben, aber Schneider sagt, dass „es durch Astrometrie, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, einen Transit oder Mikrolensing entdeckt werden könnte“.
Schneider fragt sich in der Tat, ob er nicht bereits entdeckt, aber nicht erkannt worden ist. Am 21. April 2016 nahm die visuelle Helligkeit des T CrB-Systems plötzlich um 0,5 Magnituden zu.
„Ich habe die folgende, qualitative Interpretation: Der dritte Körper befand sich vorher außerhalb des Pixels, das den visuellen Messungen entspricht“, sagte er. Mit anderen Worten: Das dritte Objekt bewegte sich nahe genug an die beiden anderen Komponenten des T-CrB-Systems heran, dass es sich aus unserer Sicht einen Bildpunkt mit ihnen teilte und seine Helligkeit dem kombinierten Licht des Roten Riesen und des Weißen Zwerges hinzufügte.
Andere Astronomen sind jedoch noch nicht überzeugt. Léa Planquart hat T CrB und andere wiederkehrende Novas untersucht und im Januar eine Arbeit veröffentlicht, die den Massentransfer zwischen dem Roten Riesen und dem Weißen Zwerg auf der Grundlage von Radialgeschwindigkeitsbeobachtungen mit dem HERMES-Spektrographen am 1,2-Meter-Mercator-Teleskop auf La Palma in Chile beschreibt. Die Radialgeschwindigkeit bezieht sich hier auf die Doppler-verschobenen Bewegungen der einzelnen Sterne und die Materie, die zwischen dem Roten Riesen, der so genannten „Akkretionsscheibe“ und dem Weißen Zwerg übertragen wird.
„Jean Schneider hat die Anwesenheit eines dritten Begleiters in einer exzentrischen Umlaufbahn mit einer Periode von 80 Jahren vorgeschlagen“, so Planquart. „Eine solche zusätzliche Bahnbewegung wurde jedoch in unserer jahrzehntelangen Radialgeschwindigkeitsüberwachung nicht entdeckt“.
Mit anderen Worten: Die Radialgeschwindigkeitsmessungen zeigen keinen Hinweis auf einen dritten Stern, obwohl Planquart einen massearmen Körper wie einen großen Exoplaneten nicht ausschließen kann.
Jeremy Shears, der Direktor der Abteilung für veränderliche Sterne der British Astronomical Association, hat ebenfalls Zweifel. „Die meisten Astronomen stehen dieser Vorhersage skeptisch gegenüber, so auch ich“, sagte er. „Das Beste ist, in jeder klaren Nacht weiter zu beobachten.
Sollte es kein drittes Objekt geben, und wenn das von Schneider beobachtete Muster in den Daten früherer Novas nur ein Zufall ist, was passiert dann mit T CrB?
Künstlerische Darstellung einer symbiotischen, wiederkehrenden Nova ähnlich wie T Corona Borealis, mit einer Akkretionsscheibe aus Materie, die von einem Roten Riesen gestohlen wurde und einen Weißen Zwerg umkreist. (Bildnachweis: Internationales Gemini-Observatorium/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani)
Künstlerische Darstellung einer symbiotischen, wiederkehrenden Nova ähnlich der T Corona Borealis, mit einer Akkretionsscheibe aus Materie, die von einem Roten Riesen gestohlen wurde und einen Weißen Zwerg umkreist (Bildnachweis: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani)
Die Beobachtungen von Planquart bringen etwas Licht in die Sache, insbesondere die Aufhellung in den Jahren 1938 und 2015, gefolgt von einer Abschwächung, die zuletzt im Jahr 2023 zu beobachten war.
„Wir haben festgestellt, dass die Akkretionsscheibe um den Weißen Zwerg zwischen 2015 und 2023 ihre maximale Ausdehnung erreicht hatte und heißer und leuchtkräftiger wurde, was zu einer erhöhten Helligkeit führte“, so Planquart. Dies verstärkte das, was Planquart den „Vampirisierungseffekt“ nennt, und erhöhte den Materietransfer zum Weißen Zwerg in einer „superaktiven Phase“. Dann, im Jahr 2023, kühlte sich die Akkretionsscheibe wieder ab, was zu der Verdunkelung führte, obwohl die Materie weiterhin mit geringerer Geschwindigkeit von der Scheibe zum Weißen Zwerg fließt.
„Es ist wahrscheinlich, dass diese erhöhte Aktivität notwendig ist, um die Novaexplosion auszulösen, da sie eine schnellere Anhäufung des Materials ermöglicht“, so Planquart.
Im Jahr 2023 kühlte sich die Akkretionsscheibe dann wieder ab, was zu der Verdunkelung führte, obwohl die Materie weiterhin mit geringerer Geschwindigkeit von der Scheibe zum Weißen Zwerg fließt. Die Details sind jedoch noch etwas unklar – was verursacht die Zustandsänderung in der Akkretionsscheibe, die zur superaktiven Phase führt, und was genau passiert auf der Oberfläche des Weißen Zwergs zwischen der erneuten Abkühlung der Scheibe und der Novaexplosion?
Obwohl Schneiders exakte Datumsvorhersage eintreten kann oder auch nicht, deutet das Muster der superaktiven Phase, gefolgt von Ruhe und Abschwächung, darauf hin, dass die Nova vor der Tür steht. „Wir können erwarten, dass wir die Explosion in den kommenden Monaten – oder möglicherweise im nächsten Jahr – sehen werden“, so Planquart.
Was können wir dann am Nachthimmel erwarten? Im Jahr 1946 erreichte T CrB eine Helligkeit von +2, d. h. er war mit bloßem Auge gut sichtbar, ähnlich hell wie die Sterne des Großen Wagens. Shears erwartet, dass er dieses Mal genauso hell sein wird.
T CrB befindet sich im Sternbild Corona Borealis, der Nördlichen Krone, die derzeit am Nachthimmel der gesamten nördlichen Hemisphäre und sogar von Südafrika und Australien aus zu sehen ist (wenn auch von südlichen Standorten aus tief am Himmel).
„Gegenwärtig ist T CrB in der zehnten Größenordnung, also nur in einem Riesenfernglas sichtbar“, sagt Shears. „Aber wenn er [an Helligkeit] zunimmt, wird er mit einem normalen Fernglas und dann mit dem bloßen Auge sichtbar werden.“
Und der Anstieg der Helligkeit wird schnell erfolgen. „Es ist nur eine Frage von wenigen Stunden, bis der Anstieg eintritt – wie viele genau, ist nicht bekannt, da der Anstieg noch nie zuvor beobachtet wurde“, so Shears. „Deshalb ist es so spannend. Wir hoffen, dass wir ihn dieses Mal mit so vielen Beobachtern tatsächlich erwischen können, wenn er aus seinem Schlummer erwacht.“
In der Tat wird es viele Beobachter geben, denn die Astronomen warten darauf, einen Blick auf diese seltene Nova zu erhaschen und mehr darüber zu erfahren, was auf der Oberfläche dieses Weißen Zwerges passiert, wenn er eine riesige thermonukleare Explosion auslöst. „Wenn er explodiert, wird er eines der am intensivsten beobachteten Objekte sein, das von Teleskopen auf der ganzen Welt ins Visier genommen wird“, so Planquart.
Was die Zukunft von T CrB anbelangt, so steht eine noch größere Explosion am Horizont. Die Masse des Weißen Zwerges im T CrB-System beträgt das 1,37-fache der Masse unserer Sonne. Dies liegt sehr nahe an der Chandrasekhar-Grenze, die bei 1,44 Sonnenmassen liegt, und ist der Punkt, an dem die thermonukleare Detonation den Weißen Zwerg überwältigt und ihn als Supernova vom Typ Ia in Stücke sprengt. Da der Weiße Zwerg seinem Begleiter, dem Roten Riesen, ständig Masse entzieht und dabei wächst, beschleunigt er seinen eigenen Untergang.
„Wenn sich Weiße Zwerge der Chandrasekhar-Grenze nähern, schrumpft ihr Radius und die Schwerkraft ihrer Oberfläche nimmt zu“, sagt Ken Hinkle, Astronom am NOIRLab in Tucson, Arizona, gegenüber kosmischeweiten.de. „Daraus resultiert die kurze Zeit zwischen den Ausbrüchen.“
Je mehr sich der Weiße Zwerg dem Chandrasekhar-Limit nähert, desto häufiger werden die Nova-Ereignisse, bis es eines Tages … bumm! Aber es wird Hunderttausende, wenn nicht Millionen von Jahren dauern, bis der Weiße Zwerg dieses Stadium erreicht hat, also haben Sie keine Eile, ihn in Ihren Kalender einzutragen. In der Zwischenzeit werden wir den Himmel weiter nach seiner neuesten Nova beobachten.
Die Arbeit von Jean Schneider wurde in den Research Notes der AAS veröffentlicht.
