Was passiert, wenn man einen Stern in einen anderen Stern steckt?
Landet ein Stern in einem anderen Stern, so sind das für beide Sterne keine gute Nachricht. Unter den richtigen Bedingungen kann dies jedoch dazu führen, dass die Sterne zu einen einzigartigen Stern verschmelzen. Ist der eine Stern ein Neutronenstern (der kleine, kompakte Überrest einer Supernova-Explosion), kann die Verschmelzung dazu führen, dass der Neutronenstern im inneren des anderen Sterns sinkt und letztendlich dessen Kern ersetzt. Solche Sterne mit Neutronensternkernen werden Thorne-Żytkow-Objekte (TŻOs) genannt, nach Kip Thorne und Anne Żytkow, die ihre Existenz postuliert haben. Jetzt hat ein internationales Team von Astrophysiker*innen unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik (MPA) neu bewertet, wie diese TŻOs aussehen und ob wir sie finden können.
Die Vorhersage des Teams ist, dass sich das entstehende TŻO ausdehnt und zu einem roten Überriesen wird, unabhängig davon, wie der ursprüngliche Stern aussah. Wie der Name schon andeutet, sind diese Sterne riesig, so groß, dass unsere Sonne den Jupiter verschlingen würde, wenn sie ein Überriese wäre. In dem Fall eines TZOs enthält der Kern einen Neutronenstern, der gerade einmal so groß ist wie München. Zum ersten Mal konnte ein Team am MPA diese Objekte im Detail simulieren und vorhersagen, wie sie aussehen.
Im Inneren des TŻO fällt Materie auf den Neutronenstern und liefert die Energie, um den Stern aufrechtzuerhalten. Unter diesen Bedingungen können exotische Atomkerne entstehen, die so instabil sind, dass sie nicht länger als eine Sekunde überleben würden. Einige der erzeugten exotischen Elemente sind jedoch stabil und können an die Oberfläche des TŻO gebracht werden, wo sie möglicherweise beobachtet werden können. Leider ist es wahrscheinlich schwieriger, einen TŻO in unserer eigenen Galaxie zu finden, als bisher angenommen, daher suchte das Team nach alternativen Möglichkeiten, sie zu identifizieren.
Ein möglicher Weg sind sogenannte Pulsationen. Viele Sterne pulsieren, wenn sich ihre Oberfläche nach innen und außen bewegt, und TŻOs sind da keine Ausnahme. Zum ersten Mal konnte das Team zeigen, dass die TŻOs sowohl sehr lange (>1000 Tage) Pulsationsperioden als auch kürzere Perioden von etwa 500 Tagen haben sollten. Durch die Kombination dieser unterschiedlichen Pulsationsperioden entsteht ein einzigartiger Fingerabdruck, der zur Identifizierung eines TŻO verwendet werden kann. Anhand der Pulsationseigenschaften mehrerer Kandidaten, die in unserer Galaxie und in den nahe gelegenen Magellanschen Wolken beobachtet wurden, konnte das Team ausschließen, dass es sich bei diesen Objekten um TŻOs handelt.
TŻOs stellen eine exotische Klasse von Sternen dar, die eine extreme stellare Entwicklung erlebt haben. Die MPA-Studie liefert nun Modelle dafür, wie sie aussehen sollten, und hilft den Astronom*innen bei der Suche nach diesen interessanten Objekten. Auch wenn es sich wahrscheinlich um sehr seltene Himmelskörper handelt, weisen sie doch einige Besonderheiten auf, die sie von anderen Sternen unterscheiden. Die Ergebnisse dieser Studie sind daher nur der erste Schritt auf dem Weg zur – hoffentlich – baldigen Entdeckung dieser ungewöhnlichen Objekte.
