Der schnellste Pulsierende Stern der Milchstraße: Macho 17618833411
Pulsierende Sterne sind Himmelskörper, die viele Milliarden Jahre alt sind. Am Ende ihres Lebens dehnen sie sich in kurzer Frist periodisch gewaltig aus und kontrahieren anschließend. Diese pulsierende Bewegung macht sie zu idealen Standardkerzen im Universum.
Dr. Andrea Kunder, Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, hat die rasante Irrfahrt eines dieser Pulsare im Zickzack durch die Milchstraße für den Zeitraum einer Milliarde Jahre nachgemessen. Der Himmelskörper bewegt sich knapp unterhalb der Geschwindigkeit, die ihn aus der Milchstraße heraus katapultieren würde: ein Schnellläufer auf Durchreise.
► Ein Stern auf Durchreise (10vor11, Sendung vom 05.09.2016)
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► Der schnellste Stern der Milchstraße
Es gibt einen Stern, dessen Bewegung so schnell ist, dass er aufgrund dieser Beschleunigung aus der Milchstraße herauskatapultiert werden wird. Der Grund für diese ungewöhnliche Geschwindigkeit ist inzwischen aufgeklärt. Es handelt sich um folgenden Vorgang: Ein heißer Überzwerg, der fast ganz aus Helium besteht, kreiste in immer höherer Geschwindigkeit um einen weißen Zwerg (so nennt man einen sterbenden Stern, dessen Masse auf engstem Raum zusammengepresst ist). Aufgrund seiner Gravitation hat dieser weiße Zwerg Helium vom heißen Überzwerg abgesaugt, so lange bis er selbst explodierte (er hatte sich an Materie überfressen). Da das Doppelsternsystem aufgrund der Schwerkraft immer rascher rotierte, addierte sich für den von seinem Gefährten verlassenen Stern dessen Geschwindigkeit mit dem Impuls des explodierten Partners.
Der Astrophysiker Dr. Dr. Stephan Geier berichtet über diese Rarität und über weitere exotische Himmelskörper.
► Mit 200 km/Sek. auf und davon
Fixsterne sind ein falscher Begriff. Alle Sterne und vor allem die Sternenhaufen und Galaxien befinden sich in permanenter, lebhafter Bewegung. Der Astrophysiker Noam Libeskind ist ein Experte für sogenannte Zwerggalaxien. Solche kleineren Sammlungen von Sternen umgeben z.B. unsere Milchstraße. Von besonderer Schönheit sind am Südhimmel die Große und Kleine Magellansche Wolke. Es gibt aber auch merkwürdige Einzelgänger und Zwerg- Galaxien, die die Milchstraße nicht umrunden, sondern sich von ihr entfernen: z.B. die Zwerggalaxis Leo I, die rasant mit 200km pro Sekunde in Richtung Virgo-Haufen von unserer Galaxie davonzieht.
► Sternenwind als galaktischer Geburtshelfer
Die überwiegende Mehrheit im Kosmos bilden Sterne, die so normal sind wie unsere Sonne. Die Ausnahme bilden die Riesen und Überriesen. Es gibt sie als Blaue Riesen (wie den Stern Rigel im Orion) und als überdimensionale Rote Riesen (wie Beteigeuze im gleichen Sternbild). Riesen mit bis zu 300 Sonnenmassen sind entdeckt worden. Von allen Sternen, von den Riesen aber im besonderen Maße, gehen Sternenwinde aus. Sie erreichen Geschwindigkeiten von bis zu 2000km/Sekunde. Da dies die Schallgeschwindigkeit mehrfach übertrifft, entstehen Stoßfronten. Diese Sternenwinde bringen Materie, die in den Sonnen zu schweren Elementen gebrütet wurde, ins Weltall zurück. Ihre Stöße aktivieren Molekülwolken und regen sie an, neue Sterne zu entwickeln.
Privatdozent Dr. habil. Joachim Puls, Universitätssternwarte der LMU München, über die enorme Strahlkraft von Riesensternen.
► Die Raumzeit raschelt
Gravitationswellen lassen den Raum „zittern“. Dies lässt sich auf unserer Erde aber nur in minimalen Größenordnungen messen. Wenn z.B. ein Stern explodiert verändert sich auf einem der Inferometern im Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Hannover der Messwert um ein Tausendstel eines Atomdurchmessers, und das für einige Tausendstel von Sekunden. Das Auffinden von Gravitationswellen entspricht also in den olympischen Disziplinen der Physik einem Marathon. Dennoch: Die Struktur der Raumzeit verändert sich, obwohl der Raum extrem steif ist.
Gravitationswellen entstehen dort, wo sich große Massen extrem schnell asymmetrisch bewegen: bei der Verschmelzung von Doppelsternen, bei der Kollision von Milchstraßen und bei der Entstehung der Welt. In kurzer Zeit wird die Wissenschaft in der Lage sein, die Gravitationswellen nachzuweisen, so wie sie Einstein vorausgesagt hat.
Prof. Dr. Karsten Danzmann, Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Hannover, berichtet.
► Sternenwind und Gammablitz
Wir Bewohner der zivilen Erde können uns einige der extremen und exotischen Zustände im Universum nicht vorstellen. Das gilt z.B. für Überriesen von bis zu 100 Sonnenmassen, die im Krisenfall in Bruchteilen einer Sekunde explodieren und ihre Materie als Sternenwind im Raum verstreuen. Ein anderes Beispiel sind die seltenen, aber kompakten Systeme von zwei Neutronensternen, die einander eng umkreisen. Auch hier kann es zu einer gewaltigen Explosion kommen, oder zur Bildung eines Schwarzen Loches. Überhaupt geben die Gravitationsfallen, denen kein Licht entkommt und die wir Schwarze Löcher nennen, nach wie vor Rätsel auf. Keine Theorie weiß, sagt der Astrophysiker Hans-Thomas Janka, was innerhalb eines Schwarzschild-Radius, nämlich im Schwarzen Loch, tatsächlich geschieht.
Sternenwind gibt es bei allen Sonnen. Vermutlich werden von einem solchen Partikelstrom in Zukunft einmal Raumschiffe mit großen „Segeln“ angetrieben werden. Rasanter als der Sternenwind sind die Gammablitze. Sie sind die energiereichste Erscheinung im Kosmos. Erfolgt ein Gammablitz in der Entfernung von 1.000 Lichtjahren von unserem Sonnensystem, hätte er eine tödliche Wirkung auf uns. Die Annahme ist berechtigt, dass eines der fünf großen Massensterben in der Evolution des Lebens auf der Erde, die alle 300 Millionen Jahre festzustellen sind, auf die Strahlung eines Gammablitzes zurück zu führen ist.
Dr. Hans-Thomas Janka, vom Max Planck Institut für Astrophysik in München-Garching, berichtet.