Tübingen – Mit Beobachtungsdaten des Hubble-Weltraumteleskops konnte Astronomen eine bisher nicht beobachtete Sternentwicklung in Echtzeit studieren: Er wurde "wiedergeboren", wie die Forscher schreiben – soll heißen: Er ist in eine frühere Phase zurückgekehrt.

Frühere Beobachtungen des Sterns SAO 244567 ließen einen dramatischen Anstieg seiner Temperatur erkennen. Neueste Daten belegen nun, dass sich der Stern in den vergangenen Jahrzehnten wieder deutlich abgekühlt haben muss, wie die Universität Tübingen berichtet. SAO 244567 ist bisher der einzige wiedergeborene Stern, der sowohl während der Aufheizungs- als auch der Abkühlungsphase beobachtet wurde. Die Studienergebnisse werden nun in den "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" publiziert.

Rätselhafter Temperaturanstieg

Zwischen 1971 und 1990 hatte sich die Temperatur des Sterns verdoppelt, erklärt Erstautorin Nicole Reindl, die mittlerweile an der britischen University of Leicester forscht. Der Stern sei dabei sogar so heiß geworden, dass es möglich gewesen sei zuzusehen, wie er seine früher abgestoßene Hülle ionisiert habe. Dieser leuchtende Nebel ist seitdem aufgrund seiner Form als Stingray-Nebel ("Stachelrochen") bekannt.

Reindl analysierte alle Beobachtungen von SAO 244567, deren älteste 45 Jahre zurückreichen. Sie fand dabei heraus, dass der Stern 2002 seine Höchsttemperatur von 60.000 Kelvin erreicht haben muss, das waren 40.000 Kelvin mehr als noch 30 Jahre zuvor. "Der rasche Anstieg der Temperatur hätte sich leicht erklären lassen, wenn SAO 244567 anfangs die drei- oder vierfache Masse unserer Sonne gehabt hätte", sagt Reindl.

"Jedoch deuten sowohl die relativ hohe Oberflächenschwerebeschleunigung als auch die chemische Zusammensetzung des Sterns klar auf eine Anfangsmasse von nur etwa einer Sonnenmasse hin." Sterne mit solch geringer Masse entwickelten sich normalerweise jedoch auf sehr viel längeren Zeitskalen, weshalb Astronomen die schnelle Aufheizung von SAO 244567 für Jahrzehnte ein Rätsel blieb.

Theorie und Überprüfung

2014 schlugen Reindl und ihr Team eine Theorie vor, die zugleich die schnelle Entwicklung wie auch die geringe Masse des Sterns erklären könnte. Sie spekulierten damals, dass ein sogenannter später thermischer Puls – eine erneute Zündung der Heliumschale, die sich außerhalb des Sternenkerns befindet – die rasche Erhitzung verursacht hat.

Dieses Szenario ermöglicht klare Vorhersagen über die weitere Entwicklung des Sterns: Wäre diese Heliumfusion wirklich vor Kurzem entfacht worden, dann würde dies den Stern dazu bringen, sich wieder abzukühlen und zu expandieren. Er würde sozusagen in eine frühere Lebensphase wiedergeboren. Falls nicht, hätte sich der Stern weiter aufheizen und kontrahieren müssen, bis schließlich seine nuklearen Brennvorräte aufgebraucht gewesen wären. In diesem Fall hätte er als Weißer Zwerg geendet.

Um ihre Theorie über den späten thermischen Puls zu belegen, nahm Reindl neue Daten mit dem Cosmic Origins Spektrograph (COS) des Hubble-Teleskops auf. Und die Ergebnisse bestätigten tatsächlich das in der Theorie vorhergesagte Entwicklungsszenario: Die Temperatur von SAO 244567 hat deutlich abgenommen, und der Stern hat sich ausgedehnt. "Der Zentralstern des Stingray-Nebels ist nicht das einzige Beispiel für einen sich schnell entwickelnden, wiedergeborenen Stern. Jedoch ist es das erste Mal, dass ein solcher Stern in dieser speziellen Phase beobachtet wurde", sagt Reindl. (red, 14. 9. 2016)