Sauerstoff-Atmosphäre bei Weißem Zwerg gefunden

Astronomen haben erstmals einen Weißen Zwerg beobachtet, dessen Atmosphäre vollständig von Sauerstoff dominiert ist. Wie das Team von Forschern aus Brasilien und Deutschland in der Fachzeitschrift Science berichtet, zeigt das Lichtspektrum des Sternenüberrests dabei keine Spuren von Wasserstoff oder Helium und nur geringe Anteile weiterer Elemente in seiner Atmosphäre. Der beobachtete Himmelskörper mit der Bezeichnung SDSS J124043.01+671034.68 stellt damit eine Ausnahme unter allen bislang bekannten Weißen Zwergen dar.

Die Astronomen untersuchten die Lichtspektren Weißer Zwerge, die im Rahmen der Himmelsdurchmusterung namens Sloan Digital Sky Survey aufgenommen wurden. Unter den rund 32 000 analysierten Spektren ist das nun gefundene Objekt einzigartig und stellt die Forscher vor ein Rätsel. Es ist unklar, wie der rund 1100 Lichtjahre entfernte Weiße Zwerg allen Wasserstoff und Helium verlieren konnte, den er bei seiner geringen Temperatur eigentlich zeigen müsste. Weiße Zwerge sind die Überreste von Sternen, die bis zu zehnmal soviel Masse haben wie unsere Sonne. Wenn ihre Fusionsreaktion erlischt, werden sie von der eigenen Schwerkraft zusammengedrückt und heizen sich dadurch stark auf. Mit Oberflächentemperaturen von einigen Zehntausend Grad sind sie deutlich heißer als etwa die Oberfläche unserer Sonne, was der Grund für ihr weißes Leuchten ist.

Abhängig von der Masse des ursprünglichen Sterns enthalten Weiße Zwerge verschiedene mittelschwere Elemente, die zuletzt in dessen Fusionsreaktionen erzeugt wurden, wie etwa Kohlenstoff, Sauerstoff, Neon oder Magnesium. Doch wenn neu gebildete Weiße Zwerge nach kurzer Zeit unter Temperaturen von etwa 100 000 Kelvin abgekühlt sind, sinken die schweren Elemente in ihr Inneres hinab und ihre Atmosphäre wird von Helium und Wasserstoff dominiert. Wie die Forscher anhand von Daten des Ultraviolett-Weltraumteleskops GALEX bestätigen konnten, hat der gefundene Weiße Zwerg aber nur eine Temperatur von etwas mehr als 21 000 Kelvin. Er scheint mit etwa einer halben Sonnenmasse außerdem deutlich zu leicht zu sein, als dass sein Vorgängerstern in Fusionsreaktionen von Kohlenstoffatomen große Mengen von Sauerstoff produziert haben könnte.

Trotzdem besteht seine Atmosphäre den Untersuchungen zufolge überwiegend aus Sauerstoff und nur zu rund fünf Prozent aus anderen Elementen, darunter vor allem Neon und Magnesium. Die Wissenschaftler vermuten deshalb, dass der Sternenüberrest durch ein gewaltiges Ereignis in der Vergangenheit einen großen Teil seiner Masse und damit auch seinen Wasserstoff sowie sein Helium verloren hat. Weitere Untersuchungen über längere Zeit sollen nun zeigen, ob sich die ungewöhnliche Zusammensetzung der Atmosphäre weiter verändert oder ob das Objekt einen Doppelstern-Begleiter hat, der seine ungewöhnliche Entwicklung erklären könnte.