Zombie-Sterne schießen aus unserer Galaxie hinaus

Sie bewegen sich so schnell durch das Weltall, dass sie irgendwann sogar unsere Galaxie verlassen werden. Nun haben Wissenschaftler eine Erklärung für das Phänomen entdeckt.

2005 wurden sie erstmals aufgespürt: Sterne, die sich so schnell durch die Milchstraße bewegen, dass sie unsere Galaxie irgendwann verlassen werden. Trotz intensiver Suche haben Wissenschaftler bis heute nicht mehr als zwei Dutzend dieser sogenannten Hyper-Velocity-Sterne (HVS) entdeckt.

Rätsel gab vor allem die Frage auf, woher die Schnellläufer den enormen Impuls bekommen haben, der sie von der Gravitationsquelle der Milchstraße wegschleudert. "Die bevorzugte Erklärung ist das Auseinanderreißen eines Sternensystems durch ein Schwarzes Loch", erklärt einer ihrer ersten Entdecker, Ulrich Heber vom Astronomischen Institut der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Sein Kollege Andreas Irrgang ergänzt: "Untersuchungen der vergangenen Jahre haben allerdings gezeigt, dass das nicht der einzige Schleudermechanismus sein kann."

Mittels des Gaia-Weltraumteleskops der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gelang es nun, diese Speedster unter den Sternen genauer zu verstehen. Die im April 2018 veröffentlichten astrometrischen Daten erlaubten es erstmals, die Bahnen der HVS in der Milchstraße dreidimensional zu vermessen und ihre Herkunft zu orten. Dabei machten die Astronomen eine erstaunliche Entdeckung: Sie fanden drei Sterne, die eine verblüffende Ähnlichkeit mit dem exotischen HVS LP 40-365 zeigten, der anderen Astronomen vor zwei Jahren zufällig ins Netz gegangen war – eine neue Klasse von Sternen war gefunden worden.

Das Besondere an diesen Sternen ist ihre chemische Zusammensetzung. Sie bestehen überwiegend aus Neon und Sauerstoff und weisen keinerlei Spuren von Wasserstoff und Helium auf, wie das bei normalen Sternen der Fall ist. Wie ist das möglich? "Explosive thermonukleare Fusionsprozesse, etwa in einer Wasserstoffbombe, können leichte chemische Elemente in schwere Elemente bis hin zu Eisen verwandeln", erklärt FAU-Forscher Roberto Raddi.

"In der Astronomie konnte dies tatsächlich bei Supernovae nachgewiesen werden, die durch die Explosion eines sogenannten Weißen Zwergs, eines erdgroßen entarteten Sterns, ausgelöst werden. Dieser explodiert, wenn er von einem Begleitstern genügend Masse aufgesaugt hat."

Dafür müssen sich die zwei Sterne eines Doppelsystems sehr nahe kommen. Sie umkreisen einen gemeinsamen Masseschwerpunkt mit extremer Geschwindigkeit. Bei seiner Explosion erfährt der Weiße Zwerg einen Kick, der das Doppelsternsystem zerreißt, so dass beide Partner mit hoher Geschwindigkeit in verschiedene Richtungen auseinanderfliegen.

Haben die FAU-Astronomen Zombie-Zwerge aufgespürt, Überlebende einer Supernova? "Eigentlich werden also gleichzeitig zwei HVS erzeugt", sagt Ulrich Heber. "Leider wird es sehr schwierig sein, zu einem Zombie-Zwerg auch den ehemaligen Begleitstern aufzuspüren, denn der Auswurf liegt unseren Schätzungen zufolge 40 Millionen Jahre zurück."

Noch ungeklärt ist, warum die Relikte eines dramatischen Sternenexitus keinen Kohlenstoff enthalten, denn das müssten sie den Simulationen zufolge eigentlich. "Das ist eine der offenen Fragen, die es noch zu beantworten gilt", sagt Roberto Raddi. (rcp)