Es ist gewissermaßen ein Blick in die Zukunft: Auch unsere Sonne wird einmal als Weißer Zwerg enden. In etwa fünf Milliarden Jahren wird sie sich zu einem Roten Riesenstern aufblähen, bevor sie zu einem dichteren Objekt kollabiert. Doch dieser etwa 1.300 Lichtjahre entfernte Zwergstern ist anders als alle bisher bekannten. Er scheint in Abständen von 15 Minuten zu blinken. Davon berichtet ein Forschungsteam nun im Fachjournal "Nature".
"Weiße Zwerge sind extrem dichte Überreste ganz normaler Sterne wie unserer Sonne", schreiben Ilaria Caiazzo vom California Institute of Technology und ihr Team in der neuen Studie. "Eine Masse, so groß wie die unserer Sonne, ist bei ihnen in ein Objekt gepresst, dass etwa so groß ist wie die Erde." Mehrere Mechanismen seien ausschlaggebend für die äußere Erscheinung dieser Objekte, heißt es in der Arbeit.
"Die Zusammensetzung der Oberfläche eines Weißen Zwerges ändert sich bei seiner Abkühlung durch die Schwerkraft", schreiben die Forschenden. Es sei bekannt, dass Weiße Zwerge mit einer Oberflächentemperatur von unter 30.000 Grad Celsius deutlich häufiger eine von Helium dominierte Oberfläche hätten."Daher können einige Weiße Zwerge, die oberhalb von 30.000 Grad eine wasserstoffdominierte Atmosphäre zu haben scheinen, zu einer heliumdominierten Atmosphäre übergehen, wenn sie unter diese Temperatur abkühlen."
Entdeckt wurde der Stern, der auf den Namen ZTF J203349.8+322901.1 hört, mit der Zwicky Transient Facility an der Sternwarte auf dem Mount Palomar in Kalifornien. Dieses nach dem Astrophysiker Fritz Zwicky benannte Instrument sucht nach Helligkeitsveränderungen bei Sternen. Bei dem nun beschriebenen Objekt wurden starke Helligkeitsschwankungen mit einer Periode von 15 Minuten festgestellt. Diese erforderten eine genauere Untersuchung.
Suche nach chemischen Signaturen
Dafür nutzte das Forschungsteam unter anderem das Gran Telescopio Canarias auf La Palma und eines der Keck-Teleskope auf dem über 4.000 Meter hohen Vulkan Mauna Kea auf Hawaii. Es konzentrierte sich dabei vor allem auf die Farbzusammensetzung des Lichts. Bestimmte charakteristische Farbanteile lassen auf den chemischen Aufbau des Sterns schließen. Sie sind wie ein unverwechselbarer Fingerabdruck. So ließ sich der Grund für die Schwankungen feststellen. Eine Seite des Sterns besteht nämlich fast ausschließlich aus Helium, eine aus Wasserstoff.
Dass ein Weißer Zwerg aus diesen beiden Elementen besteht, ist keine Überraschung. Diese Eigenschaft teilen die Zwergsterne mit anderen Sternen. Doch normalerweise findet sich nur eines der beiden Elemente über die ganze Oberfläche verteilt, je nachdem, ob die Temperatur über oder unter 30.000 Grad liegt. Die Temperatur ist dabei nicht immer gleich, Weiße Zwerge kühlen über Jahrmilliarden langsam ab. Sobald sie unter die kritische Schwelle sinkt, beginnt das Helium, an die Oberfläche zu schwimmen. Der Zwergstern könnte gerade im Begriff sein, diese Schwelle zu überschreiten, heißt es in der Studie.
Magnetfeld im Verdacht
Offenbar geht dies auf beiden Seiten unterschiedlich schnell, wofür das Magnetfeld des Sterns verantwortlich sein könnte. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Magnetfelder von Sternen asymmetrisch sind. Doch normalerweise ist der Effekt nicht stark genug, um solche sichtbaren Unterschiede hervorzurufen. Die Forschenden hoffen darauf, dass mit der Zwicky Transient Facility weitere ähnliche Sterne aufgespürt werden.
Wegen seiner beiden unterschiedlichen Seiten hat der Stern auch einen neuen Namen bekommen. Die Forschenden nennen ihn "Janus", nach dem antiken Gott Janus, der zwei Gesichter hat. Das ist leichter zu merken als ZTF J203349.8+322901.1. (rkl, 19.7.2023)