Besonderer Sternenfund: Zwergstern fängt an, ein Diamant zu werden
Das Team hat einen Zwergstern in gerade einmal 104 Lichtjahren entdeckt, der zu einem Diamanten werden könnte. Laut den Expert:innen befinde er sich noch in der Anfangsphase seiner Metamorphose. Der Stern wird sich demnach nach und nach kristallisieren, um sich irgendwann zu einem Kristall entwickeln zu können.
Das Besondere an diesem Fund: Das Team aus Wissenschaftler:innen der Universitäten von Southern Queensland, Victoria, Warwick und des Kavli-Instituts für Astrophysik und Weltraumforschung vermutet, dass sich der Stern genau in der Anfangsphase einer solchen Umwandlung befindet. Doch der Reihe nach.
Das Team taufte den Stern in seiner ersten Publikation Anfang Juni auf dem Pre-Printserver „arXiv“ unter dem Titel „A Crystallizing White Dwarf in a Sirius-Like Quadruple System“ (Ein kristallisierender weißer Zwerg in einem Sirius-ähnlichen Quadrupel-System) sowie im Fachmagazin „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ unter dem Namen „Weißer Zwerg HD 190412 C“.
Dieser bestehe vornehmlich aus metallischem Sauerstoff und sei Teil eines Vierfachsystems namens „HD 190412“. Bis zu dem Fund war die vorherrschende Meinung der Expert:innen, dass dieses System lediglich drei Sterne beherbergt.
Neben dem Vierfachsystem entdeckten die Australier:innen, dass der Fund einem Doppelsternsystem des Sternbildes Großer Hund ähnelt.
Als kleiner weißer Zwerg wird in der Regel ein kleiner Stern bezeichnet, der in der letzten Entwicklungsstufe eines massearmen Sterns repräsentiert. Diese Art von Stern entsteht aus einem roten Riesen.
Dieser hat seine äußere Hülle abgestoßen. Es bleibt nur noch der Kern zurück. Ähnliches macht unsere Sonne laut Experten in ca. sechs Milliarden Jahren durch.
Diese Aufnahme zeigt, wie ein Stern sich langsam in einen weißen Zwerg verwandelt. (Bild: NASA, W. Sparks und R. Sahai)
Der Durchmesser eines weißen Zwergs ist nur wenige Tausend bis maximal zehntausend Kilometer groß – also kleiner als unsere Erde, aber ausgestattet mit der Masse unserer Sonne und Oberflächentemperaturen von nur 10.000 bis 100.000 Grad Kelvin. Daher entsteht das Leuchten in zumeist weißer Farbe.
Alle Sterne verwandeln sich irgendwann in etwas Neues. Nach dem Leuchten durch eine Kernfusion im Inneren, geht ihnen der Brennstoff aus – dadurch kann innerhalb von zig Milliarden Jahren solch ein weißer Zwerg entstehen. Sie kühlen ab, da sie über keine zusätzlichen Energiequellen verfügen – sie enden als hypothetische schwarze Zwerge, die nur noch durch das Wirken ihrer Schwerkraft nachgewiesen werden können.
Beim konkreten Fund jedoch fiel den Wissenschaftler:innen auf, dass sich der Abkühlungsprozess verzögert. In ihrer Publikation Anfang Juni gaben sie an, dass sie erstmals das konkrete Alter ermitteln konnten. Das Alter des Systems betrage etwa 7,3 Milliarden Jahre. Der weiße Zwerg allein sei etwa 4,2 Milliarden Jahre alt.
Die Diskrepanz beträgt 3,1 Milliarden Jahre, was darauf hindeutet, dass die Kristallisationsrate die Abkühlungsrate des weißen Zwergs um etwa eine Milliarde Jahre verlangsamt hat.
Die Abkühlung hat massive Auswirkungen auf die Helligkeit des Sterns und seine Farbe. Das Temperatur-Masse-Profil deute darauf hin, dass sich der Stern in einen Diamanten verwandeln wird. Die Expert:innen gehen also davon aus, dass sich das Zentrum des Sterns in einigen Milliarden Jahren zu einem dichten, harten kosmischen Diamanten entwickeln wird, der aus kristallisiertem Kohlenstoff und Sauerstoff besteht.
In der ersten Publikation schreibt das Team: „Aufgrund seiner Verbindung mit diesen drei anderen Hauptreihenbegleitern ist dies der erste kristallisierende weiße Zwerg, dessen Gesamtalter von außen bestimmt werden kann, eine Tatsache, die wir uns zunutze machen, indem wir versuchen, eine durch die Kernkristallisation im weißen Zwerg verursachte Abkühlungsverzögerung empirisch zu messen.“
„Wir vermuten, dass die Entdeckung dieses Systems in nur 32 Parsec Entfernung darauf hindeutet, dass ähnliche Sirius-ähnliche Systeme mit kristallisierenden weißen Zwergen wahrscheinlich zahlreich sind.“
Das Team gehe daher davon aus, bei künftigen Entdeckungen eine genauere Überprüfung der Kristallisationsmodelle für weiße Zwerge zu ermöglichen. „Wir kommen zu dem Schluss, dass die Entdeckung des Systems HD 190412 einen neuen Weg zum Verständnis kristallisierender weißer Zwerge eröffnet hat.“
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