Forscher haben den Mechanismus entschlüsselt, durch den bestimmte weiße Zwerge zu Neutronensternen werden können. Dieser Prozess erfordert spezifische Bedingungen bei der Materieaufnahme von Begleitsternen.
Unterschiedliche Entstehungswege von Sternenresten
Weiße Zwerge und Neutronensterne entstehen beide, wenn Sterne ihren nuklearen Brennstoff verbrauchen. Sterne mit Sonnenmasse enden als weiße Zwerge, während massereichere Sterne zu Neutronensternen kollabieren. Ein internationales Team unter Leitung der ETH Zürich hat nun den sogenannten akkretionsinduzierten Kollaps (AIC) als Brücke zwischen beiden Szenarien nachgewiesen.
Bei diesem Prozess verwandelt sich ein weißer Zwerg durch Materieaufnahme von einem Begleitstern in einen Neutronenstern. Die Forscher nutzten 3D-Simulationen, um die genauen Bedingungen zu bestimmen.
Spezifische Voraussetzungen für die Umwandlung
Nur bestimmte weiße Zwerge sind für die Umwandlung geeignet. Entscheidend ist ihre chemische Zusammensetzung: Während die meisten weiße Zwerge aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen, kommen für den AIC-Prozess nur Exemplare mit Sauerstoff, Neon und Magnesium infrage. Diese entstehen bei einem engen Bereich von Sternmassen.
Die Akkretionsrate muss zudem in einem schmalen Fenster liegen. Bei zu geringer Rate werden angesammelte Materialien durch Nova-Ausbrüche wieder abgestoßen. Bei zu hoher Rate verhindern Winde oder Hüllenexpansion den Kollaps. Die Simulationen zeigen, dass neutronenreiches Material vor allem in mittleren Breitengraden des weißen Zwergs entsteht.
Der Prozess verläuft deutlich schneller und mit weniger ausgestoßener Materie als bei gewöhnlichen Supernovae. Die Häufigkeit solcher Ereignisse bleibt bisher unklar, da die notwendigen Bedingungen selten auftreten.
- Quelle: Space.com
- Studienleitung: Laurenz Thümmler, ETH Zürich