Mithilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile untersuchen Forscher:innen, darunter ein Team um Stefan Kimeswenger vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck, seit nunmehr drei Jahrzehnten Sakurais Objekt. Der nach seinem japanischen Entdecker benannte Himmelskörper ist ein seltener „wiedergeborener“ Stern, der 1996 unerwartet wieder zum Leben erwachte, nachdem er zuvor bereits die Endphase seiner Entwicklung erreicht hatte.
Die aktuellen Forschungsergebnisse, die am Mittwoch in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) veröffentlicht wurden, zeigen, dass der Stern inzwischen in eine neue Entwicklungsphase eingetreten ist und nun den für Wolf-Rayet-Sterne charakteristischen starken Sternwind entwickelt.
Die Forschung liefert neue Einblicke in die Endphasen der Sternentwicklung und hilft Astronom:innen dabei, Theorien zu überprüfen, deren Verifizierung andernfalls Tausende oder Millionen von Jahren dauern würde. Stefan Kimeswenger vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck gehörte zu den Gründern des Forschungsteams und ist seit den Anfängen der Beobachtungen dabei: „Die meisten Sterne entwickeln sich so langsam, dass größere Veränderungen sich über Zeiträume vollziehen, die weit über eine menschliche Lebensspanne hinausgehen. Daher müssen wir uns in der Regel ein Bild von der Sternentwicklung zusammensetzen, indem wir verschiedene Sterne in unterschiedlichen Lebensphasen miteinander vergleichen.“
Sakurais Objekt
Sakurais Objekt
„Sakurais Objekt bietet etwas weitaus Selteneres“, erklärt Stefan Kimeswenger begeistert. „Es ist einer der wenigen bekannten Sterne, die sich innerhalb weniger Jahrzehnte dramatisch verändert haben. Dies gibt uns die Möglichkeit, an ihm die Sternentwicklung in Echtzeit zu beobachten. Mit unseren Beobachtungen können wir Theorien zur Sternentwicklung überprüfen und neue Einblicke in eine der kürzesten und am wenigsten verstandenen Phasen im Leben eines sterbenden Sterns gewinnen.“
Die Wissenschaftler:innen gehen davon aus, dass der Stern unserer Sonne ähnelte, jedoch bereits seine Kernfusion eingestellt hatte und sich auf dem Weg zu einem Weißen Zwerg befand – dem heißen, dichten Kern, der nach dem Tod eines gewöhnlichen Sterns zurückbleibt. Doch Sakurais Objekt durchlief ein seltenes Ereignis, das als „sehr später thermischer Impuls“ bekannt ist, bei dem sich eine Heliumschicht tief im Inneren des toten Sterns plötzlich wieder entzündete.
Das Ereignis führte dazu, dass sich der Stern rasch ausdehnte, abkühlte und große Mengen an Material in den Weltraum ausstieß, wodurch er vorübergehend in ein früheres Stadium seines Lebens zurückkehrte. Das brachte Astronom:innen dazu, ihn als „wiedergeborenen" Stern zu bezeichnen. Bislang wurden nur zwei Sterne, die eine solche dramatische Wiedergeburt durchliefen, direkt beobachtet: Sakurais Objekt und V605 Aquilae.
Nach seinem Ausbruch verschwand Sakurais Objekt hinter dichten Gas- und Staubwolken, die während der Eruption freigesetzt worden waren, was eine direkte Untersuchung erschwerte. Um seinen aktuellen Zustand zu untersuchen, analysierte das internationale Team das vom Very Large Telescope gesammelte Licht und verglich es mit ausgefeilten Computermodellen von Teamkollegen am Observatório do Valongo der Universität in Rio de Janeiro, die die Atmosphären und die starken Winde von Wolf-Rayet-Sternen simulieren.
Die Beobachtungen brachten charakteristische Signaturen von Kohlenstoff und Helium zum Vorschein, wodurch die Forscher:innen die Temperatur, die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften des Sternwinds von Sakurais Objekt bestimmen konnten. Ihre Analyse deutet darauf hin, dass die Oberflächentemperatur des Sterns derzeit zwischen etwa 27.000 und 36.000 Kelvin liegt, was zeigt, dass er sich nach seinem dramatischen Ausbruch vor fast drei Jahrzehnten wieder aufheizt.
Stefan Kimeswenger ergänzt: „Eine der zentralen Fragen bleibt, wie schnell sich Sakurais Objekt nach seinem dramatischen Ausbruch erholen sollte. Unsere Messungen zeigen, dass sich der Stern langsamer wieder aufheizt, als einige frühere Modelle vorhergesagt hatten. Das gibt uns eine wichtige Möglichkeit zu prüfen, welche Theorien am besten beschreiben, was geschieht, wenn ein sterbender Stern kurzzeitig wieder zum Leben erwacht. Da wir den Stern in den kommenden Jahren weiter beobachten werden, hoffen wir, noch viel mehr über diese bemerkenswerte Phase der Sternentwicklung zu erfahren.“
Die Ergebnisse deuten zudem darauf hin, dass sich Sakurais Objekt in einem früheren Entwicklungsstadium befindet als V605 Aquilae, bei dem etwa 80 Jahre früher ein ähnliches Ereignis stattfand.
Das Team wird Sakurais Objekt weiterhin beobachten, während es sich weiter erwärmt und seinen Weg zum Weißen Zwerg fortsetzt, um mehr über eine der schnellsten und ungewöhnlichsten Phasen der Sternentwicklung zu erfahren, die je beobachtet wurden.
Publikation: The emergence of a [WC] star in Sakurai’s object. W. Marcolino, P.A.M. van Hoof, V.C. Maria, H. Todt, G.C. Van de Steene, J. A. Toalá, S. Kimeswenger, M. Hajduk, J.-C. Bouret, D. Tafoya, D. Barría and A. A. Zijlstra. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2026) DOI: 10.1093/mnras/stag1533
Auf einen Blick:
- Astronom:innen haben festgestellt, dass der Stern Sakurais Objekt in den vergangenen 30 Jahren sechsmal so heiß geworden ist – einer der schnellsten Temperaturanstiege, die je beobachtet wurden. Er ist in eine neue Phase der Sternentwicklung eingetreten und ist nun ein Wolf-Rayet-Stern.
- Der sich rasch verändernde Stern bietet Astronomen die seltene Gelegenheit, die Sternentwicklung im Zeitraffer zu beobachten.
- Sakurais Objekt ist ein toter Stern, der in den 1990er-Jahren neu entflammte. Vor 30 Jahren hatte der „wiedergeborene“ Stern eine ähnliche Temperatur wie unsere Sonne.
- Neue Beobachtungen zeigen, dass sich der Stern langsamer wieder aufheizt, als einige Theorien vorhergesagt hatten, was einen wichtigen Test für Modelle darstellt, die die Endphasen eines Sterns beschreiben.