Unter den immens dichten weißen Zwergen gibt es vereinzelte Exemplare mit einer Atmosphäre aus reinem Kohlenstoff. Acht dieser bislang unbekannten Exoten entdeckte ein Team um Patrick Dufour von der University of Arizona im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey, einer Art Volkszählung unter den Sternen.
Weiße Zwerge sind die Überreste von gewöhnlichen Sternen wie der Sonne, denen die Brennstoffe Wasserstoff und Helium ausgegangen sind. Sie haben eine extrem große Dichte, sind aber nur so groß wie die Erde. Bislang gingen Forscher davon aus, dass ein weißer Zwerg hauptsächlich aus Sauerstoff und Kohlenstoff besteht, sozusagen der Asche der Kernfusion. Ein direkter Blick auf den nackten Kern ist in der Regel nicht möglich, weil weiße Zwerge eine Atmosphäre aus Wasserstoff oder Helium besitzen.
Dufour untersuchte während seiner Doktorarbeit eine besondere Klasse von weißen Zwergen mit einer Atmosphäre aus Helium und Kohlenstoff. Er stellte fest, dass sich das Spektrum von einigen von ihnen mit relativ warmer Oberflächentemperatur nur durch eine Atmosphäre aus reinem Kohlenstoff erklären ließ. “Niemand glaubte, dass solche Sterne existieren”, sagt Dufour, “wir waren aufgeregt und begeistert.”
Die Forscher nehmen an, dass die Kohlenstoff-Zwerge aus besonders schweren Vorläufersternen entstehen, mit einer Masse vom Neun- bis Elffachen der Sonnenmasse. Das ist ungefähr die Grenze, an der ein Stern schwer genug ist, um als Supernova zu explodieren. Die Forscher um Dufour haben auch schon einen Modellstern gefunden, der ein früheres Entwicklungsstadium auf dem Weg zum Kohlenstoff-Zwerg sein könnte: Das Objekt H1504+65 ist der heißeste bislang bekannte weiße Zwerg. Astronomen nehmen an, dass er nur aus Sauerstoff und Kohlenstoff besteht. “Wir meinen, dass dieser Stern eine Kohlenstoff-Atmosphäre bekommen könnte, wenn er abkühlt”, sagt Dufour. Die Forscher wollen ihre acht Kohlenstoff-Zwerge im Dezember mit dem MMT-Observatorium auf dem Mount Hopkins genauer unter die Lupe nehmen, um ihre Masse zu bestimmen. Mit Hilfe dieser Daten hoffen sie die bislang nur ungenau bekannte Massegrenze genauer einzugrenzen, an der ein Stern zur Supernova wird.
Patrick Dufour (University of Arizona, Tucson) et al: Nature, Bd. 450, S. 522 Ute Kehse
