Momentaufnahmen der Verschmelzung von zwei weißen Zwergsternen gleicher Masse von 36 Sekunden vor der Explosion bis 10 Sekunden danach. Die Farben sind ein Maß für die Dichte der Materie, die von blau zu rot ansteigt. Die Diagramme haben unterschiedliche Größenordnungen.

Foto: MPI für Astrophysik

Garching - Zur Entstehung einer Supernova kann es auf verschiedene Weisen kommen - etwa wenn ein massereicher Stern seinen Brennstoff aufgebacht hat oder wenn ein Weißer Zwerg von einem nahestehenden Stern Materie abzieht, instabil wird und schließlich explodiert (eine Supernova vom Typ Ia). In der Regel wäre der "Partnerstern" ein Roter Riese, doch können solche Paarungen nicht alle Supernovae erklären. Nun haben Forscher am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching mit Computersimulationen bewiesen, dass leuchtstarke Supernovae auch durch die Verschmelzung zweier Weißer Zwerge zünden können.

Sterne mittlerer Masse wie unsere Sonne werden am Ende ihres Lebens zu weiß strahlenden Zwergsternen, die aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen. Der stellare Fusionsreaktor im Innern eines solchen nur noch erdgroßen, aber sehr dichten Sterns ist wegen Brennstoffmangels nicht mehr "in Betrieb". In einem Doppelsternsystem können gleich zwei dieser Weißen Zwerge entstehen. Während sie einander umkreisen, strahlen sie Gravitationswellen ab. Der daraus resultierende Energieverlust führt zu immer engeren Umlaufbahnen - bis sich die beiden Partner immer weiter annähern und schließlich miteinander verschmelzen. Man nimmt schon lange Zeit an, dass daraus Supernova-Explosionen vom Typ Ia resultieren können.

Simulation

Die Garchinger Forschungsgruppe hat nun die Verschmelzung von Weißen Zwergen mit bisher unerreichter Detailfülle am Computer nachgestellt. Falls die beiden Zwerge gleich große Massen haben, läuft die Verschmelzung besonders heftig ab: Ein Teil der Materie des einen Sterns prallt auf den anderen und heizt das Kohlenstoff-Sauerstoff-Gemisch dermaßen auf, dass eine thermonukleare Explosion gezündet wird - die Sterne werden gesprengt und explodieren als Supernova.

"Mit diesen detaillierten Simulationen konnten wir Daten vorhersagen, die sehr gut mit tatsächlichen, am Teleskop gewonnenen Beobachtungen von Supernovae des Typs Ia übereinstimmen", erklärt Friedrich Röpke vom Supernova-Team. Offenbar tragen in der Natur also verschmelzende Weiße Zwerge zu Supernovae des Typs Ia bei, auch wenn solche Prozesse wahrscheinlich nicht alle diese Explosionen erklären können. (red)