Alle 84 Minuten erreicht die Erde ein Signal aus dem All – Astronomen finden die Quelle

Ein Weißer Zwerg ist der heiße, extrem dichte Kern eines früheren Sterns. Er entsteht, wenn ein sonnenähnlicher Stern seinen Brennstoff verbraucht, sich zum Roten Riesen aufbläht und seine äußeren Hüllen ins All abstößt. Zurück bleibt ein Sternrest, der ungefähr so groß ist wie die Erde, aber fast so viel Masse enthalten kann wie die Sonne.

In ASKAP J1745−5051 zieht ein solcher Weißer Zwerg Materie von einem nahen Begleitstern ab. Dabei entstehen Radio- und Röntgensignale, die Teleskope auf der Erde alle 1,4 Stunden messen.

Astronomen der University of Sydney beschreiben ASKAP J1745−5051 nun im Fachjournal Nature Astronomy. Der Fund gilt als bislang klarste Spur zu einer rätselhaften Klasse kosmischer Radiopulse. Solche Signale wurden bisher nur an wenigen Stellen der Milchstraße entdeckt. Ihre Herkunft war unklar.

Nun zeigt sich: Hinter dem regelmäßigen Takt steckt offenbar ein enges Sternpaar aus einem Weißen Zwerg und einem Roten Zwerg.

Weißer Zwerg entreißt seinem Begleitstern Materie

Beide Sterne liegen so nah beieinander, dass sie sich in etwas mehr als einer Stunde einmal gegenseitig umkreisen. Der kleinere, dichtere Stern zieht dabei Material vom größeren, aber leichteren Partner ab.

Diese Materie stürzt nicht einfach gerade auf den Weißen Zwerg, sie dreht sich spiralförmig in seine Richtung, heizt sich stark auf und sendet Röntgenstrahlung aus. Dazu kommen Radiowellen. Sie entstehen dort, wo Magnetfelder und geladene Teilchen aufeinandertreffen. Aus einem fernen Sternenpaar wird so eine Art kosmischer Taktgeber.

Rätselhafte Radiopulse bekommen eine greifbare Spur

„Zum ersten Mal haben wir den Ursprung dieser Signale genau bestimmt und bestätigt, dass die Quelle eine kataklysmische Veränderliche ist, also ein Weißer Zwerg, der Materie aufnimmt“, sagt Kovi Rose von der University of Sydney. Der Fachbegriff beschreibt ein enges Sternpaar, in dem Gas vom Begleitstern auf den Weißen Zwerg übergeht.

Die rätselhaften Signale gehören zu den sogenannten langperiodischen Radiotransienten. Das sind Radiopulse, die in deutlich längeren Abständen auftreten als viele bekannte kosmische Signale. Bisher fanden Astronomen nur etwa ein Dutzend solcher Quellen.

Lange stand auch die Frage im Raum, ob sehr langsam rotierende Neutronensterne dahinterstecken könnten. Doch Modelle passen schlecht zu dieser Erklärung. Der neue Fund lenkt den Blick nun stärker auf enge Doppelsternsysteme mit Weißen Zwergen.

Weißer Zwerg sendet zwei Signale aus verschiedenen Zonen

Auffällig ist der zeitliche Abstand zwischen den Strahlungsarten. Radio- und Röntgensignale erreichen ihren Höhepunkt nicht zur selben Zeit. „Diese Emissionen hängen alle mit der Umlaufbewegung des Systems zusammen“, sagt Rose. „Interessanterweise erreichen die Radio- und Röntgensignale aber nicht zur gleichen Zeit ihren Höhepunkt. Das sagt uns, dass sie in verschiedenen Bereichen des Systems entstehen.“

Die Röntgenstrahlung passt zu heißer Materie, die auf den Weißen Zwerg zuströmt. Die Radiowellen entstehen vermutlich weiter außen, an einer magnetisch aktiven Grenzzone zwischen beiden Sternen. Dort geraten geladene Teilchen in Bewegung. Die Radiowellen verlassen das System dann in engen Strahlen. Wenn diese Strahlen die Erde treffen, registrieren Radioteleskope regelmäßige Ausbrüche.

Ein Sternsystem hilft, andere Signale zu verstehen

Für Tara Murphy von der University of Sydney ist ASKAP J1745−5051 ein ungewöhnlich klarer Fall. „Ähnliche Objekte wurden schon früher mit Doppelsternsystemen in Verbindung gebracht. Aber dies ist das erste, bei dem wir beide Sterne und den Akkretionsprozess klar in Aktion sehen können“, sagt sie.

Damit wird das System zu einer Vorlage für weitere Funde. Einige langperiodische Radiotransienten könnten von Pulsaren stammen, andere von Weißen Zwergen in engen Doppelsternsystemen. „Dieses System gibt uns eine Möglichkeit, diese Signale zu entschlüsseln“, so Rose.

Entdeckt wurde ASKAP J1745−5051 mit dem australischen Radioteleskop ASKAP. Danach verfolgte das Team den Rhythmus mit weiteren Radio-, optischen, UV- und Röntgenteleskopen. Weitere Beobachtungen sollen nun zeigen, wie häufig solche Sternpaare hinter langsamen Radiopulsen stecken.

In diesem Fall entsteht das rätselhafte Signal nicht aus einem einzelnen Blitz im All. Es folgt einer klaren Mechanik: Zwei Sterne umkreisen sich eng, ein Weißer Zwerg zieht Materie ab, Magnetfelder formen Strahlen. Treffen diese Strahlen die Erde, messen Teleskope den wiederkehrenden Takt.

Kurz zusammengefasst:

• Ein Weißer Zwerg ist ein extrem dichter Sternrest, der in diesem Fall Materie von einem Roten Zwerg abzieht.
• Dabei entstehen Radio- und Röntgensignale, die alle 1,4 Stunden wiederkehren und aus verschiedenen Bereichen des Sternsystems stammen.
• Der Fund hilft Astronomen, rätselhafte langsame Radiopulse aus dem All besser zu erklären.

Übrigens: Weiße Zwerge können nicht nur rätselhafte Signale senden, sondern eines Tages auch gewaltig explodieren. Astronomen haben ein nahes Sternpaar entdeckt, dessen Kollision heller wirken könnte als der Mond – allerdings erst in ferner Zukunft. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Alex Cherney/CSIRO