143 29Masseverlust von Sternen 29.2 Novae Ab und zu wird die „Ruhe” am Firmament gestört. Ein bis dahin völlig unauffälliger Stern leuchtet plötzlich zwischen 10 000 und einer Million Mal heller als zuvor und kann dann für kurze Zeit mit den hellsten Sternen am Himmel wetteifern. Er ist zu einer Nova geworden. Wie schon bei Cygnus X-1 (vgl. S. 141) haben wir hier ein enges Doppelsternsystem vor uns, bei dem die eine Komponente ein Roter Riese ist, während sein Partner sich schon zum Weißen Zwerg entwickelt hat. Der Rote Riese hat sich so weit ausgedehnt, dass Materie von ihm in eine Akkretionsscheibe um den Weißen Zwerg strömt und von dort auf die Oberläche des Zwergsterns stürzt. Diese Materie, die hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, lagert sich auf dessen heißer Oberläche (Temperaturen zwischen 10 000 und 100 000 K) ab und wird aufgeheizt. Irgendwann wird die Dichte und Temperatur an der Unterseite dieser Wasserstoffschicht so groß, dass das Wasserstoffbrennen explosionsartig einsetzt und die vom Roten Riesen erworbene Hülle wegkatapultiert. Diese expandierende Hülle bewirkt innerhalb weniger Tage einen Helligkeitsanstieg des Vorläufersterns um etwa zehn Größenklassen und mehr. Bis eine Nova dann wieder die Helligkeit des Ausgangssterns erreicht hat, kann etwa ein Jahr vergehen. Ganz offensichtlich kann sich der Vorgang, der zum Ausbruch einer Nova führt, in einem Doppelsternsystem wiederholen, in Übereinstimmung mit der Beobachtung. Nach Schätzungen sollte es in unserer Galaxie etwa eine Nova pro Woche geben, wovon sich allerdings nur eine pro Jahr mit bloßem Auge beobachten ließe. Die interstellare Materie bewirkt aber, dass wir die meisten davon nicht sehen können.1 Abschließend noch eine Bemerkung zu der irreführenden Bezeichnung „Nova“, also „Neuer (Stern)“: Da man früher den Vorgängerstern, die sogenannte Praenova, nicht beobachten konnte, war man der Meinung, dass hier ein neuer Stern entstanden war. 1 Unter dem Stichwort „Nova“ indet man bei Wikipedia eine Liste von beobachteten Novae von 1891 bis 1999. Wir wissen jetzt, dass genau das Gegenteil der Fall ist; eine Nova ist ein Vorgang, der bei weit entwickelten Sternen, sozusagen gegen Ende ihres Lebens, auftritt. 29.3 Supernovae Sterne können sich am Ende ihres „Lebens“ mit einem spektakulären Ereignis verabschieden: Innerhalb eines Tages oder einiger Tage wächst ihre Helligkeit um durchaus 25 Größenklassen an, sodass sie so hell strahlen wie eine ganze Galaxie mit vielen Milliarden Sternen. Bis sie dann etwa innerhalb eines Jahres wieder zu einem unscheinbaren Objekt geworden sind, haben sie mehr Energie abgestrahlt als die Sonne in Milliarden von Jahren. Zwei wesentlich verschiedene Prozesse führen zu einer Supernova. Unterschieden werden sie durch die Bezeichnungen Supernova II und Supernova I. Letztere wird noch in verschieden Klassen aufgeteilt, von denen uns hier nur die Supernova vom Typ Ia interessiert. 29.3.1 Supernovae vom Typ II Während eine Nova gewissermaßen nur eine „Hautkrankheit“ eines Sterns ist, wird dieser bei einer Supernovaexplosion völlig verändert. Bläst eine Nova nur etwa 0,01 % bis 0,1 % einer Sonnenmasse an Materie ab, so sind es bei einer Supernova vom Typ II etwa eine bis zehn Sonnenmassen. Über den Prozess, der zu dieser gewaltigen Sternexplosion führt, ist die Diskussion noch nicht abgeschlossen. Einige wesentliche Elemente dürften inzwischen aber allen Supernovamodellen gemeinsam sein. Eine Supernova setzt einen massereichen Stern (etwa acht Sonnenmassen und mehr) voraus. Kurz vor dem Ausbruch hat dieser Stern alle Stadien der Energiegewinnung durch Kernfusion, die bei seiner Masse möglich sind, durchlaufen: Es liegt ein Roter Riese mit Zwiebelschalenstruktur vor. Bei genügend großer Masse besteht der Kern aus Eisen. Der stellare Eisenkern, der durch Siliziumschalenbrennen an seiner Oberläche kontinuierlich weiter wächst, wird zunächst noch durch den steigenden quantenmechanischen Entartungsdruck der Elektronen und den thermischen Druck von Atomkernen im hydrostatischen Gleichgewicht gehalten. An der N u r zu P ü fz e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s