Ein Forschungsteam entdeckt einen weißen Zwergstern, der an den römischen Gott Janus erinnert: Er hat zwei verschiedene Gesichter. Das Team ist ratlos.

Pasadena – Egal ob Exotrojaner, heftige Gammastrahlenausbrüche oder schwarze Löcher – das Weltall überrascht die Forschung immer wieder aufs Neue. Im Fall einer aktuellen Studie hat ein Forschungsteam einen äußerst ungewöhnlichen Stern entdeckt. Dem weißen Zwergstern ZTF J203349.8+322901.1 haben die Forscherinnen und Forscher den Spitznamen „Janus“ gegeben – wer sich in der römischen Mythologie etwas auskennt, kann erahnen, was den Zwergstern so besonders macht.

Dort wird Janus, der römische Gott von Anfang und Ende, immer mit zwei Köpfen dargestellt. Und genau so sieht auch der Zwergstern ZTF J203349.8+322901.1 aus. Er hat zwei unterschiedliche Seiten – zwei Hemisphären, die aus unterschiedlichem Material bestehen. „Die Oberfläche des weißen Zwergs verändert sich von einer zur anderen Seite komplett“, erklärt Ilaria Caiazzo (California Institute of Technology), die eine Studie zu dem Stern geleitet hat, die nun im Fachjournal Nature veröffentlicht wurde. „Wenn ich den Leuten die Beobachtungen zeige, sind sie ganz aus dem Häuschen.“

„Janus“-Stern: Eine Seite besteht aus Helium, die andere aus Wasserstoff

Bei Beobachtungen stellte das Forschungsteam um Caiazzo fest, dass sich der weiße Zwergstern innerhalb von 15 Minuten einmal um seine eigene Achse dreht. Weitere Beobachtungen mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii zeigten die Besonderheit des „Janus“-Sterns: Eine Seite zeigt die Anwesenheit von Wasserstoff, während die andere Seite nur aus Helium besteht.

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Weiße Zwerge sind die Überreste von Sternen wie unserer Sonne. Wenn die Sterne altern, blähen sie sich erst zu einem roten Riesenstern auf, entledigen sich dann ihrer äußeren Schichten und ziehen sich zu einem kleinen, aber sehr heißen weißen Zwergstern zusammen. In etwa fünf Milliarden Jahren wird auch unsere Sonne diese Entwicklung durchmachen.

„Möglicherweise haben wir einen weißen Zwerg auf frischer Tat ertappt“

In einer Mitteilung zu der Studie heißt es, das Team gebe zu, dass es „ratlos“ sei – habe aber dennoch mögliche Theorien, wie der Zwergstern sich so ungewöhnlich entwickeln konnte. „Nicht alle, aber einige weiße Zwerge gehen auf ihrer Oberfläche von einer Wasserstoff- zu einer Helium-Dominanz über“, erklärt Caiazzo. „Möglicherweise haben wir einen solchen weißen Zwerg auf frischer Tat ertappt.“

Nachdem ein weißer Zwerg entstanden ist, sinken die schwereren Elemente in seinen Kern und die leichteren Elemente – etwa Wasserstoff – bleiben oben. Die Forschung geht jedoch davon aus, dass die Materialien sich im Laufe der Zeit vermischen, wenn der weiße Zwerg abkühlt. Dabei könnte der Wasserstoff absinken und Helium aufsteigen. „Janus“ könnte diese Übergangsphase gerade durchmachen. Was die Forschenden jedoch nicht erklären können: Warum geschieht der Übergang erst auf einer Seite des Sterns und dann auf der anderen?

„Janus“-Stern hat zwei verschiedene Seiten

Daran könnten Magnetfelder beteiligt sein, schlägt das Team vor. „Magnetfelder um kosmische Körper sind in der Regel asymmetrisch oder auf einer Seite stärker“, erklärt Caiazzo. „Magnetische Felder können die Vermischung von Materialien verhindern. Wenn also das Magnetfeld auf einer Seite stärker ist, dann gibt es auf dieser Seite weniger Durchmischung und somit mehr Wasserstoff.“

Eine weitere Theorie, die das Forschungsteam entwickelt hat, hat ebenfalls mit Magnetfeldern zu tun. „Die Magnetfelder könnten zu einem niedrigeren Gasdruck in der Atmosphäre führen, was die Bildung eines Wasserstoff-‘Ozeans‘ dort ermöglichen könnte, wo die Magnetfelder am stärksten sind“, erläutert Mitautor James Fuller. „Wir wissen nicht, welche der Theorien richtig ist, aber wir können uns keine andere Möglichkeit vorstellen, die asymmetrischen Seiten ohne Magnetfelder zu erklären.“

Das Team hofft nun, weitere „Janus“-ähnliche weiße Zwerge im Weltall zu finden. Dazu soll – wie beim Fund von „Janus“ – die Teleskopanlage Zwicky Transient Facility (ZTF) bei San Diego zum Einsatz kommen. „ZTF ist sehr gut darin, seltsame Objekte zu finden“, ist sich Caiazzo sicher. (tab)

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