Sterbende Sterne werden als weiße Zwerge bezeichnet, weil sie sich gegen Ende ihrer Existenz auf ihren nackten weißglühenden Kern reduziert haben. Die Sonne wird – aktuellen Berechnungen zufolge – in etwa zehn Milliarden Jahren zum weißen Zwerg und dann nur noch etwa so groß wie jetzt die Erde sein. Bisher waren Forscherinnen und Forscher weltweit davon ausgegangen, dass der Prozess des Sternsterbens immer gleich ablaufe.

Denn, bevor ein Stern zu einem weißen Zwerg wird, versorgt er sich mit Energie, indem er Wasserstoff zu dem etwas schwereren Element Helium fusioniert. Sobald kein Wasserstoff mehr vorhanden ist, fusioniert er das Helium zu noch schwereren Elementen. Bei dieser sekundären Fusion werden die äußeren Materiehüllen der Sterne freigesetzt. Das zeigt sich dann als Planetennebel und wird in schöner Regelmäßigkeit auf spektakulären Bildern von Hubble eingefangen. Dabei sind diese prachtvollen Nebel nichts anderes als Sterne, die ihre äußeren Schichten abwerfen.

„Ohne jegliche Energiequelle kann ein Stern nur abkühlen und seine Leuchtkraft immer weiter abschwächen“, erläutert Francesco Ferraro, Astrophysiker an der Universität von Bologna, gegenüber Cnet und fügt hinzu: „Das ist genau das akzeptierte Modell für weiße Zwerge.“

Jetzt zeigen Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops, dass diese Annahme wohl nicht aufrechterhalten werden kann. Das hat eine Analyse ergeben, die Ferraro und sein Team am Montag im Wissenschaftsjournal Nature veröffentlicht haben. Ferraro ist sich sicher: „Diese Entdeckung verändert die Definition der weißen Zwerge selbst.“

Danach zeigte sich bei der Analyse von Hubble-Bildern der „Wide Field Camera 3“ des Teleskops, dass einige weiße Zwerge von einer dünnen Restschicht aus Wasserstoff umgeben sind, die ihnen gewissermaßen einen letzten Energieschub liefert. Denn diese Wasserstoffschicht wirkt isolierend und sorgt dafür, dass die Sterne deutlich langsamer abkühlen als bislang erwartet. „Deutlich langsamer“ bedeutet in diesem Kontext so langsam, dass Schätzungen über das Alter eines solchen weißen Zwerges um bis zu einer Milliarde Jahre daneben liegen könnten.

Die theoretische Möglichkeit, dass es langsamer abkühlende Sterne geben könnte, war in verschiedenen Computermodellen bereits zuvor berechnet worden, so Studienkoordinator Ferraro. Allerdings sei es jetzt zum ersten Mal gelungen, einen solchen Effekt tatsächlich zu beobachten.

Dem Effekt auf die Spur gekommen waren die Forscher beim Vergleich zweier fast identischer galaktischer Kugelsternhaufen (M3 und M13). Dabei stellte sich heraus, dass die Population der weißen Zwerge von M13 mit 467 sterbenden Sternen viel größer war als die von M3 mit 326 weißen Zwergen und das, obwohl M3 mehr Sterne beherbergt als M13. Der Unterschied lag laut Ferraro allein darin, dass jene weißen Zwerge in M13, die mit Wasserstoff bedeckt sind, offenbar langsamer abkühlen.

Dabei ist der Verbleib von Wasserstoff um den sterbenden Stern durchaus ungewöhnlich. Laut Ferraro deutet das darauf hin, dass sie bei ihrem Zerfall den Schritt übersprungen haben müssen, der die Mischung der Elemente betrifft. Normalerweise verbrenne dieser Schritt die letzten Reste von Wasserstoff.

Um das beobachtete Phänomen und seine mögliche Erklärung wissenschaftlich abzusichern, will das Forscherteam weitere weiße Zwerge in anderen Sternhaufen beobachten. Ferraro geht davon aus, noch einige Überraschungen zu finden, denn sterbende Sterne gehören „zu den kompaktesten Objekten im Universum“. Ein Teelöffel eines weißen Zwerges wiege immerhin so viel wie zehn Elefanten.