Astronomen haben einen neuen Sterntyp entdeckt – ein „magnetisches Monster“, das eines Tages explodieren und zu einem seltenen „Magnetar“ werden wird.
Der Stern mit der Bezeichnung HD 45166 ist reich an Helium und befindet sich etwa 3.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Monoceros.
Aber was ihn wirklich besonders macht, ist, dass er der einzige massereiche Heliumstern ist, den Astronomen jemals beobachtet haben und der über ein Magnetfeld verfügt – und zwar über ein starkes.
HD 45166 verfügt über ein so starkes Magnetfeld – 100.000 Mal stärker als das der Erde –, dass Astronomen davon ausgehen, dass es sich in etwa einer Million Jahren zu einem Magnetar entwickeln wird, wenn es in eine Supernova explodiert.
Magnetare sind kompakte und stark magnetische Sternreste mit einigen der intensivsten Magnetfelder im Universum, die heftige Energieausbrüche ausstoßen.
Diese künstlerische Darstellung zeigt HD 45166, einen massereichen Stern, bei dem kürzlich entdeckt wurde, dass er ein starkes Magnetfeld von 43.000 Gauss besitzt, das stärkste Magnetfeld, das jemals in einem massereichen Stern gefunden wurde. Starke Teilchenwinde, die vom Stern wegblasen, werden von diesem Magnetfeld eingefangen und hüllt den Stern in eine gasförmige Hülle, wie hier dargestellt. Astronomen glauben, dass dieser Stern sein Leben als Magnetar beenden wird, ein kompakter und stark magnetischer Sternkörper
Bisher ist nicht viel über den Ursprung der Magnetare bekannt, aber Experten gehen davon aus, dass HD 45166 endlich Aufschluss über ihren Ursprung gibt.
Eine neue Studie, die die Ergebnisse detailliert beschreibt und von einem internationalen Astronomenteam durchgeführt wurde, wurde heute in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
„Zum ersten Mal wurde ein starkes Magnetfeld in einem massereichen Heliumstern entdeckt“, sagte Autor André-Nicolas Chené vom NOIRLab, einem astronomischen Forschungszentrum mit Sitz in Tucson, Arizona.
„Unsere Studie legt nahe, dass dieser Heliumstern sein Leben als Magnetar beenden wird.“
Die NASA bezeichnet Magnetare als „Superhelden der Sternenwelt“, weil sie über eine kolossale Magnetfeldstärke verfügen, die Wissenschaftler seit Jahren vor Rätsel stellt.
Magnetare sind eine Art Neutronenstern – die kollabierten Kerne einiger massereicher Sterne, die ungefähr die Masse unserer Sonne in eine Region von der Größe einer Stadt packen.
In einem typischen Neutronenstern ist das Magnetfeld Billionen Mal so groß wie das Erdmagnetfeld, aber in einem Magnetar ist das Magnetfeld noch einmal 1.000 Mal stärker.
Daher sind Magnetare eine ganz besondere Art von Neutronensternen.
Allerdings wissen Astronomen nicht genau, wie Magnetare entstehen, wie häufig sie vorkommen oder wie sie solch kolossale Magnetfelder erzeugen.
Darüber hinaus sind Magnetare extrem klein – nur 15 bis 20 km im Durchmesser – und daher zu weit entfernt, als dass selbst die besten Teleskope Details auf ihrer Oberfläche erkennen könnten.
Das Team machte daher Beobachtungen mit einem Instrument am Canada-France-Hawaii Telescope, das Magnetfelder erkennen und messen kann.
Insbesondere richteten sie ihre Aufmerksamkeit auf HD 45166, einen Stern, der Astronomen seit über einem Jahrhundert bekannt ist.
Die ersten Beobachtungen des Sterns erfolgten im Jahr 1922, und die Astronomin Carol Jane Anger stellte 1933 in einer Veröffentlichung fest, dass es sich um „ein Novum seiner Art“ handelte.
Diese künstlerische Darstellung zeigt einen höchst ungewöhnlichen Heliumstern, der eines der magnetischsten Objekte im Universum werden soll – ein Magnetar. Der Stern ist aufgrund seines starken Magnetfelds ungewöhnlich. In einigen Millionen Jahren wird HD 45166 als sehr helle, aber nicht besonders energiereiche Supernova explodieren. Während dieser Explosion zieht sich sein Kern zusammen und fängt die ohnehin schon beängstigenden Magnetfeldlinien des Sterns ein und konzentriert sie. Das Ergebnis wird ein Neutronenstern sein, dessen Magnetfeld weitaus größer ist als das seines Vorläufers
Abgebildet sind die Teleskope Kanada-Frankreich-Hawaii und Gemini, die sich an den Mauna-Kea-Observatorien auf der Big Island von Hawaii befinden
Der Hauptautor der neuen Studie, Tomer Shenar von der Universität Amsterdam, sagte, er und seine Kollegen vermuteten, dass der Stern „seltsam“ sei, glaubten aber nicht, dass er ein Vorläufer eines Magnetars sein könnte.
„Wir wussten zunächst nicht, dass es das magnetische Monster sein würde, das es ist“, sagte Professor Shenar gegenüber MailOnline.
„Erst zu einem späteren Zeitpunkt entstand die Hypothese, dass es magnetisch sein könnte, und wurde später mit den neuen Daten unserer Studie bestätigt.“
Beobachtungen ergaben, dass HD 45166 ein unglaublich starkes Magnetfeld von 43.000 Gauss hat – eine Maßeinheit für die magnetische Induktion, auch bekannt als Gs.
Damit ist er der einzige massereiche Heliumstern, der jemals mit einem Magnetfeld beobachtet wurde Das stärkste Magnetfeld, das jemals in einem massereichen Stern entdeckt wurde.
Außerdem sind es 43.000 Gauss fast 100.000 Mal stärker als das Erdmagnetfeld (das ermöglicht die Bedienung von Kompassen und die Navigation von Vögeln).
Starke Teilchenwinde, die von HD 45166 wegblasen, werden von seinem Magnetfeld eingefangen und hüllen den Stern in eine gasförmige Hülle.
Das Team geht fest davon aus, dass sich HD 45166 in etwa einer Million Jahren in einen Magnetar verwandeln wird – im astronomischen Zeitrahmen relativ kurz, wenn man bedenkt, dass die Erde 4,5 Milliarden Jahre alt ist.
Abgebildet ist die Entwicklung eines massereichen magnetischen Heliumsterns zu einem Magnetar. Tafel eins zeigt HD 45166, wie es heute erscheint. Panel zwei zeigt, wie HD 45166 als sehr helle, aber nicht besonders energiereiche Supernova explodiert. Während dieser Explosion zieht sich sein Kern zusammen und fängt die ohnehin schon beängstigenden Magnetfeldlinien des Sterns ein und konzentriert sie. Tafel drei veranschaulicht das endgültige Schicksal von HD 45166, nachdem sein Kern kollabiert ist, wodurch ein Neutronenstern mit einem Magnetfeld von etwa 100 Billionen Gauß (ein Magnetar) entstanden ist – der stärkste Magnettyp im Universum
Damit ein Stern zu einem Magnetar wird, muss er zwei Bedingungen erfüllen, die HD 45166 nach Ansicht der Forscher erfüllt.
Erstens muss es sich zu einem Neutronenstern entwickeln, wenn es stirbt.
„Das ist keine Gewissheit, aber es scheint gerade so massiv zu sein, dass es einen Kernkollaps in einen Neutronenstern erleiden könnte, und das wird durch unsere Modelle gestützt“, sagte Professor Shenar gegenüber MailOnline.
Zweitens muss es über ein ausreichend starkes Magnetfeld verfügen – und das Team weiß definitiv, dass HD 45166 dies tut.
„Wenn er also zu einem Neutronenstern kollabiert, wird das Feld des neu geborenen Neutronensterns zwangsläufig Hunderte Billionen Gauß erreichen – das typische Feld eines Magnetars“, sagte Professor Shenar gegenüber MailOnline.
Dem Wissenschaftler zufolge gibt es für HD 45166 keine bekannten Planeten, die ihn umkreisen, und es ist „unwahrscheinlich“, dass es noch welche gibt, die noch unentdeckt sind.
„Der Stern ist etwa 100 Millionen Jahre alt – das ist mehr oder weniger die Zeit, die es braucht, bis sich Planeten bilden –, aber wir können es nicht ausschließen“, sagte er gegenüber MailOnline.
SUPERNOVAE entstehen, wenn ein riesiger Stern explodiert
Eine Supernova entsteht, wenn ein Stern explodiert und Trümmer und Partikel in den Weltraum schleudert.
Eine Supernova brennt nur für kurze Zeit, kann Wissenschaftlern aber viel über die Entstehung des Universums verraten.
Eine Art Supernova hat Wissenschaftlern gezeigt, dass wir in einem expandierenden Universum leben, das immer schneller wächst.
Wissenschaftler haben außerdem festgestellt, dass Supernovae eine Schlüsselrolle bei der Verteilung von Elementen im Universum spielen.
Im Jahr 1987 entdeckten Astronomen in einer nahegelegenen Galaxie eine „titanische Supernova“, die mit der Kraft von über 100 Millionen Sonnen strahlte (Bild).
Es gibt zwei bekannte Arten von Supernovae.
Der erste Typ tritt in Doppelsternsystemen auf, wenn einer der beiden Sterne, ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Weißer Zwerg, seinem Begleitstern Materie stiehlt.
Schließlich sammelt der Weiße Zwerg zu viel Materie an, wodurch der Stern explodiert und eine Supernova entsteht.
Die zweite Art von Supernova tritt am Ende der Lebensdauer eines einzelnen Sterns auf.
Wenn dem Stern der Kernbrennstoff ausgeht, fließt ein Teil seiner Masse in seinen Kern.
Schließlich ist der Kern so schwer, dass er seiner eigenen Schwerkraft nicht standhalten kann, und der Kern kollabiert, was zu einer weiteren riesigen Explosion führt.
Viele auf der Erde vorkommende Elemente entstehen im Kern von Sternen und diese Elemente wandern weiter, um neue Sterne, Planeten und alles andere im Universum zu bilden.