Hellste Nova des Jahrhunderts hilft bei Lösung des Lithium-Rätsels

30. Juli 2015, 11:58
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Entdeckung liefert wertvolle Hinweise zur chemischen Entwicklungsgeschichte unserer Galaxie

Garching – Im Unterschied zu einer Supernova, bei der ein Stern am Ende seiner Lebenszeit explodiert, ist eine Nova ein Helligkeitsausbruch in einem Doppelsternsystem; Materie von einem Sternpartner auf einer sehr engen Umlaufbahn löst auf der Oberfläche eines Weißen Zwergs eine thermonukleare Kettenreaktionen aus. Die Folge ist eine teilweise wochen- und monatelang anhaltende Zunahme der Leuchtkraft dieses Sterns. Eine solche Nova könnte nun dazu beitragen, ein altes astronomisches Rätsel zu lösen: Warum enthalten so viele junge Sterne mehr Lithium, als die gültigen Theorien erwarten würden?

Das leichte chemische Element Lithium ist eines der wenigen Elemente, die nach unserer Modellvorstellung auch beim Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren entstanden sind. Aber die Mengen an Lithium, die wir heute in den Sternen unserer kosmischen Nachbarschaft finden, bereiten den Astronomen Kopfzerbrechen. Ältere Sterne weisen weniger Lithium auf als erwartet, während einige jüngere Sterne bis zu zehn Mal so viel davon enthalten.

Hellste Nova des Jahrhunderts

Seit den 1970er Jahren vermuten Astronomen schon, dass das überschüssige Lithium der jungen Sterne in Novae entstanden sein könnte. Aber selbst gründliche Studien konnten bisher noch keinen klaren Hinweis darauf liefern. Ein Team um Luca Izzo von der Sapienza-Universität in Rom hat jetzt mit Instrumenten am La Silla Observatorium und an der Sternwarte der Pontificia Universidad Catolica de Chile die Nova Centauri 2013 (V1369 Centauri) genauer unter die Lupe genommen. Dieser Stern des Südhimmels, der in der Nähe des hellen Sterns Beta Centauri steht, erstrahlte im Dezember 2013 und war mit einer scheinbaren Helligeit von 3,3 mag bis jetzt die hellste Nova dieses Jahrhunderts.

Die sehr umfangreichen neuen Daten zeigten ganz klar den Fingerabdruck von Lithium, das sich mit zwei Millionen Kilometern pro Stunde von der Nova entfernt. Das ist der erste Nachweis dafür, dass dieses Element von einer Nova ausgeworfen wird.

Wichtiger Baustein im kosmischen Puzzle

Koautor Massimo Della Valle vom INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte in Neapel erklärt die Bedeutung dieser Entdeckung: "Wenn wir die Entwicklungsgeschichte der chemischen Elemente in unserer Milchstraße mit einem großes Puzzle vergleichen, dann war der Fund von Lithium in einer Nova einer der wichtigsten und schwierigsten noch fehlenden Steine in diesem Bild. Außerdem bleibt jedes Modell des Urknalls solange fragwürdig, bis die Lithium-Frage verstanden ist."

Die Masse des ausgestoßenen Lithiums in Nova Centauri 2013 ist nach Schätzungen nur sehr klein – weniger als ein Milliardstel der Sonnenmasse. Da es aber in der Geschichte der Milchstraße schon viele Milliarden Novae gegeben hat, erklärt dies hinreichend die beobachtete und unerwartet hohe Lithiumkonzentration in unserer Heimatgalaxie. (red, 30.7.2015)


Fachartikel
The Astrophysical Journal Letters: Early optical spectra of nova V1369 Cen show presence of Lithium

  • Die Nova Centauri 2013, aufgenommen am La Silla Observatorium in Chile.
    foto: y. beletsky (lco)/eso

    Die Nova Centauri 2013, aufgenommen am La Silla Observatorium in Chile.

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