Der Stern zum Wochenende: HD 124448

Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum. Ein typischer Stern besteht fast ausschließlich aus Wasserstoff. HD 124448 bildet eine seltsame Ausnahme: dieser Stern besteht fast nur aus Helium; Wasserstoff findet sich dort so gut wie keiner. Wie kann so ein Stern entstehen?

HD 124448 wurde 1942 am McDonald Observatorium in Texas entdeckt. Als man sein Spektrum betrachtete um so seine chemische Zusammensetzung bestimmen zu können, fand man, dass dieser Stern fast ausschließlich aus Helium besteht. Das ist ziemlich außergewöhnlich: ein typischer Stern besteht normalerweise überwiegend aus Wasserstoff. Wasserstoff ist das Element das im Universum am häufigsten ist. Bei der Entstehung eines Sterns fällt eine interstellare Wasserstoffwolke in sich zusammen bis sie so dicht und heiß wird, dass im Inneren Kernfusion einsetzen kann. Dann wird dort der Wasserstoff zu Helium fusioniert. Im Allgemeinen besteht ein Stern also aus einem Kern, der größtenteils aus Helium besteht und einem dicken Mantel aus Wasserstoff, der diesen Kern umgibt. Wie nun so ein Stern, der fast nur aus Helium besteht entstehen kann, konnte man sich lange nicht vorstellen.

Man kennt allerdings Objekte, bei denen Helium sehr häufig ist: Weiße Zwerge. Ein weißer Zwerg ist kein „normaler“ Stern mehr – ein weißer Zwerg ist das, was nach dem „Tod“ eines Sterns übrig bleibt. Irgendwann ist im Kern eines Sterns kein Wasserstoff mehr für die Fusion übrig. Dann wird das dort vorhandene Helium zu schwereren Elementen fusioniert und gleichzeitig der Wasserstoff in den äußeren Bereichen fusioniert. Dadurch erhöht sich die Temperatur des Sterns, er dehnt sich aus und wird zu einem Roten Riesen. Durch die Ausdehung sinkt auch die Dichte des Sterns – und der Strahlungsdruck kann die äußeren Schichten quasi „davonpusten“. Übrig bleibt dann nur der innerste Kern – ein weißer Zwerg!

Dieser weiße Zwerg besteht dann zu einem großen Teil aus Helium und schweren Elementen. Es findet kaum mehr Fusion statt und der Zwerg kühlt langsam aus. Im Falle von HD 124448 ist aber anscheinend was anderes passiert: 2 normale Sterne wurde zu Roten Riesen und dann zu weißen Zergen. Diese beiden weißen Zwerge umkreisen sich gegenseitig. Dadurch verlieren sie ganz langsam Energie und nähern sich einander immer mehr. Einer der beiden Zwerge wird irgendwann durch die Gravitationskraft auseinandergerissen; das Material umgibt dann als Scheibe den anderen Zwerg.  Diese Scheibe fällt innerhalb von Minuten auf den weißen Zwerg und sie verschmelzen zu einem neuen Stern. Was dann passiert hängt von der Gesamtmasse ab. Ist sie zu groß, explodiert der neue Stern in einer Supernova. Ist sie klein genug, dann läuft zumindest für eine Zeit lang wieder die Kernfusion an und der Stern verbrennt Helium. Aber auch dieser Stern wird sich im Laufe der Zeit ausdehnen und ein Riese werden. HD 124448 hat zum Beispiel in etwa die gleiche Masse wie die Sonne – ist aber dreizehnmal so groß!

Man hat mittlerweile noch einige andere dieser „Helium-Sterne“ gefunden – sie bleiben aber trotzdem eine sehr seltene und außergewöhnliche Erscheinung!