Chandra findet die Ursache für die Ausbrüche des Sterns AT 2016blu, des 'Supernova-Impostors'

Astronomen, die das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA nutzen, haben endlich entdeckt, was die wiederholten Ausbrüche des Riesensterns AT 2016blu auslöst, der seit Jahren vorgibt, wie eine Supernova zu explodieren — ohne jemals zerstört zu werden. Die Antwort ist ein verborgener Begleiter: ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern, der dem Stern alle 113 Tage Material stiehlt.

Ein Stern, der mehrmals im Jahr „stirbt“

Der Stern mit dem Namen AT 2016blu liegt in der Spiralgalaxie NGC 4559, etwa 30 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, und hat eine geschätzte Masse von mindestens dem 33-Fachen der Sonne. Er ist eine leuchtkräftige blaue Variable, ein Typ heißer, massereicher Sterne, der für große Helligkeitsschwankungen bekannt ist. Bei AT 2016blu sind die Helligkeitsspitzen so extrem, dass sie Supernova-Explosionen ähneln — mit einem entscheidenden Unterschied: Anders als bei einer Supernova wird der Stern nicht zerstört. Deshalb nennen Astronomen ihn einen „Supernova-Impostor“.

Zwischen 2012 und 2026 wurden mindestens 27 Ausbrüche optischen Lichts des Sterns registriert, etwa alle 113 Tage. „Seit 15 Jahren beobachten Astronomen, wie dieser Stern regelmäßig sehr hell wird und dann wieder verblasst“, sagte Mojgan Aghakhanloo von der University of Virginia, die die Studie leitete. „Bis wir Chandra-Daten zum richtigen Zeitpunkt erhalten konnten, war uns nicht klar, was das verursacht.“

Die Röntgenfalle

Um die Ursache der Ausbrüche zu verstehen, brauchte das Team Röntgendaten, die zeitlich so geplant waren, dass der Stern während eines Ausbruchs beobachtet wurde. Chandra wurde gewählt, weil es das einzige Röntgenteleskop ist, dessen Sicht scharf genug ist, um AT 2016blu von einer anderen hellen Röntgenquelle in der Nähe zu unterscheiden.

Als optische Beobachtungen Anfang 2026 auf einen Ausbruch hindeuteten, wurde Chandra im März 2026 im Rahmen seines „Target of Opportunity“-Programms ausgelöst. Die Daten zeigten, dass AT 2016blu mindestens 100-mal heller in Röntgenstrahlung war als in Chandra-Archivdaten aus den Jahren 2001 und 2002, bevor die Ausbrüche begannen. Es ist die erste Röntgendetektion dieser Klasse von ausbrechenden Sternen — und das erste derartige Objekt, das mit einem Begleiter in Form eines Schwarzen Lochs oder Neutronensterns gefunden wurde.

Ein verborgener Begleiter

Die beste Erklärung, so die am Montag (9.) in The Astrophysical Journal veröffentlichte Studie, ist, dass AT 2016blu einen kompakten Begleiter auf einer ovalen Umlaufbahn umkreist. Bei jeder größten Annäherung, alle 113 Tage, fängt der Begleiter Material ein, das der Stern ausstößt. Dieses Material umkreist den Begleiter mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit, wird so heiß, dass es hell in Röntgenstrahlung leuchtet, und erhitzt das dichte Gas um ihn herum, das daraufhin im optischen Licht leuchtet — und so den beobachteten Ausbruch erzeugt.

Die Forscher können noch nicht sagen, ob der Begleiter ein Schwarzes Loch stellarer Masse oder ein Neutronenstern ist: Die Beobachtungen sind mit beiden Hypothesen vereinbar, und diese Identität bleibt offen. „Das Verhalten dieses Sterns war zunächst verwirrend, weil er sich immer wieder wie eine Supernova verhielt, aber eindeutig keine ist, weil er diese Ausbrüche etwa dreimal im Jahr überlebt“, sagte Co-Autorin Núria Torres-Albà, ebenfalls von der University of Virginia.

Warum das wichtig ist

AT 2016blu ist hell genug in Röntgenstrahlung, um als Kandidat für eine ultraleuchtkräftige Röntgenquelle eingestuft zu werden, eine seltene Klasse von Quellen, die noch wenig verstanden ist. Die neuen Beobachtungen deuten darauf hin, dass es eine Verbindung zwischen diesen Quellen und den heftigen Sternausbrüchen bei AT 2016blu geben könnte, zumal viele ultraleuchtkräftige Röntgenquellen große Helligkeitsschwankungen in Röntgenstrahlung durchlaufen.

Geekiki hat bereits über einen anderen extremen Neutronenstern berichtet: PSR J2053+6905, der sich fast 600-mal pro Sekunde dreht.

Die Entdeckung könnte auch helfen, Sterne zu untersuchen, die ihre Helligkeit ändern, bevor sie als Supernova explodieren: Astronomen vermuten, dass ein Großteil dieses Verhaltens durch Systeme verursacht wird, in denen ein massereicher Stern einen kompakten Begleiter oder einen anderen massereichen Stern umkreist.

Für die optischen Daten nutzte das Team das Katzman Automatic Imaging Telescope, das Las Cumbres Observatory Global Supernova Project und Beobachtungen der American Association of Variable Star Observers, darunter mehr als 30 Amateurastronomen, die die Helligkeit des Sterns überwachten.

Bildnachweis: Röntgen: NASA/CXC/Univ. of Virginia/M. Aghakhanloo et al.; Optisch: SDSS; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds, via Wikimedia Commons. Das Bild zeigt den Stern AT 2016blu in Chandra-Röntgenstrahlung zusammen mit seiner Heimatgalaxie NGC 4559 im optischen Licht des SDSS.

Quellen

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Von Muse