Ein massereicher Weißer Zwerg (unten links) und ein „blauer Schleicher“-Stern (oben rechts) – der trotz seiner einzigartigen Entwicklungsgeschichte leicht mit einem typischen sonnenähnlichen Stern verwechselt werden könnte – sind die Überreste eines ehemaligen Dreifach-Sternsystems im Sternhaufen M67 (Bildnachweis: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI))
Wenn man in einer klaren Nacht in den Nachthimmel blickt, vor allem von einem abgelegenen Winkel der Erde aus, sieht man ein riesiges Meer von Sternen, die über eine endlose schwarze Leinwand verstreut sind, die wie exquisite Pailletten schimmern, aber nur wenige Hinweise auf ihre Vergangenheit bieten. Dennoch hat jeder Stern seine eigene Geschichte, die sich über Milliarden von Jahren erstreckt und in seinem Licht, seiner chemischen Zusammensetzung und seinem mit Teleskopen messbaren Verhalten zum Ausdruck kommt.
Bei der Entschlüsselung der Sagen vergangener Äonen gibt es für Astronomen nur wenige Beispiele, die faszinierender sind als Messier 67 oder M67, eine große, lose zusammenhängende Gruppe sonnenähnlicher Sterne in den Außenbezirken der Milchstraße, unserer Heimatgalaxie. Frühere Beobachtungen unter der Leitung der Astronomin Emily Leiner mit dem ausgemusterten Kepler-Weltraumteleskop der NASA hatten ergeben, dass alle 500 stellaren Bewohner von M67 etwa vier Milliarden Jahre alt sind, abgesehen von einer hellen Ansammlung so genannter „Blue Lurkers“. Dieser von Leiner und ihrem Team geprägte Begriff beschreibt 11 rätselhaft junge Sterne in M67, die sich zudem mit verblüffend hoher Geschwindigkeit drehen – mindestens zehnmal schneller als für ihr Alter erwartet.
Diese Sterne „sehen völlig normal aus, drehen sich aber für ihr Alter verdächtig schnell“, sagte Leiner, der Assistenzprofessor für Physik am Illinois Institute of Technology ist, am Montag (13. Januar) auf der 245. Tagung der American Astronomical Society, die diese Woche in Maryland stattfindet. „Was um alles in der Welt ist passiert?“
Entschlossen, das herauszufinden, haben Leiner und ihre Kollegen neue Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops von einem der hellsten blauen Schleichersterne in M67 gesammelt und analysiert – die Ergebnisse deuten darauf hin, dass er tatsächlich einmal Teil eines bemerkenswerten Dreifach-Sternsystems war. Möglicherweise hat er seinen beobachteten Turboschub dadurch erhalten, dass er als Zuschauer dabei war, als seine beiden stellaren Geschwister vor Millionen von Jahren chaotisch verschmolzen.
Diese Entwicklungsgeschichte, die in einer am 13. Januar in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Publikation detailliert beschrieben wird, ist ein seltener Fall, in dem Astronomen die Geschichte eines alten Dreifach-Sternsystems so detailliert enträtselt haben. Die Ergebnisse würden den Modellen der Sternentwicklung helfen, andere ähnliche Dreifach-Sternsysteme zu erklären, die einst Doppelsterne beherbergten, die zu Einzelsternen verschmolzen. Das ist laut Leiner wichtig, da Dreifach-Sternsysteme relativ häufig vorkommen, ihre Identifizierung sich jedoch als schwierig erwiesen hat.
„Im Großen und Ganzen haben wir in Modellen und Simulationen das Dreifache ignoriert – wir fangen gerade erst an zu verstehen, wie sich diese Art von Systemen entwickelt“, sagte sie während des Briefings.
Ein Teil dieses Wissens kam ans Licht, als Hubble-Beobachtungen des blauen Schleichers zeigten, dass es sich nicht um einen eigenständigen Stern handelt, sondern um einen Gravitationstanz mit den schwelenden Überresten eines einst massereichen Sterns, der als Weißer Zwerg bekannt ist. Weiße Zwerge sind bereits unglaublich dicht, aber dieser war „viel massiver, als er hätte sein sollen – sogar so massiv, dass er sich nicht wie ein normaler Stern in diesem Haufen gebildet haben kann“, so Leiner.
Die Forscher vermuten, dass der Weiße Zwerg ein verräterisches Überbleibsel einer unvermeidlichen Fusion von Sternen ist, die sich einst alle paar Tage umkreisten. Ein dritter Stern umkreiste sie viel weiter draußen und vollendete alle paar tausend Tage eine Umlaufbahn. Vor etwa 500 Millionen Jahren verschmolz der innere Doppelstern zu einem massiven Stern, der dreimal so schwer war wie unsere Sonne – viel schwerer als ein typischer Stern im M67-Archiv.
Der blaue Schleicher-Stern, der dieses Chaos als Zaungast überlebte, wurde später von dem Material umhüllt, das der verschmolzene Stern im Laufe seiner Entwicklung ausstieß, wodurch er ins Trudeln geriet. Wenig später hätten sich die beiden Sterne unweigerlich nach innen gedreht, wodurch sich ihre Umlaufzeit von ursprünglich 3.500 Tagen auf die beobachteten 359 Tage verringert hätte. „Der Weiße Zwerg ist viel massereicher, weil er aus dieser Verschmelzung hervorging“, so Leiner.
Trotz der turbulenten Vergangenheit in seiner kosmischen Residenz sieht der blaue Schleicher auf Teleskopaufnahmen von M67 wie jeder andere sonnenähnliche Stern aus. Aus der Nähe jedoch zeigt er „alle Arten“ von Sternflecken auf seiner Oberfläche und Schleifen aus glühend heißem Plasma, die in den Weltraum hinausragen – beides angetrieben durch das turbulente Magnetfeld des sich schnell drehenden Sterns, so Leiner.
„Das war unser einziger Hinweis darauf, dass diese ganze komplizierte Entwicklung stattgefunden hatte und dass dort jemals ein anderer Stern saß.“
