Die Archive eines Weltraumteleskops verbargen 84 so ungewöhnliche Objekte, dass sie zu einer bislang unbemerkten kosmischen Familie gehören könnten.
Die Forschenden entdeckten sie in alten Beobachtungen des auf Röntgenstrahlen spezialisierten Weltraumteleskops Chandra wieder. Sie untersuchten sechs Galaxien und fanden diese Objekte in jeder einzelnen. Zwei davon sind Spiralgalaxien, darunter Andromeda und M101, vier sind elliptische Galaxien. Die Quellen erscheinen sowohl in der Nähe junger Sterne als auch in Regionen mit vielen alten Sternen.
Künstlerische Darstellung eines Systems aus zwei Sternen: ein Weißer Zwerg im Vordergrund und sein Begleiter im Hintergrund. Der Weiße Zwerg saugt Gas von seinem Begleiter ab, das zu seinen Polen geleitet wird. Wenn dieses Material auf die heiße Oberfläche des Weißen Zwergs fällt.
Mark Garlick · CC BY 4.0 · Wikimedia
Ihre Besonderheit liegt in dem Licht, das sie aussenden. Auf den Chandra-Bildern erscheinen sie bei den energieärmsten Röntgenstrahlen und verschwinden, wenn man energiereichere Röntgenstrahlen betrachtet. Die Astronomen nannten sie daher „hypersofte Röntgenquellen“. Ein großer Teil ihrer Energie wird wahrscheinlich in Form sehr energiereicher ultravioletter Strahlung ausgesendet, direkt neben den Röntgenstrahlen im Lichtspektrum.
Um zu verstehen, warum sie verborgen blieben, muss man betrachten, wie dieses Licht sich ausbreitet. Röntgenstrahlen mit niedriger Energie sind schwer nachzuweisen. Das von diesen Objekten erzeugte Ultraviolett wird außerdem leicht von Wasserstoff und Helium absorbiert, die sich zwischen den Sternen befinden. Die Teleskope beobachteten daher schon lange einen Spektralbereich, in dem ihnen ein Teil des Signals entging.
Die genaue Natur dieser 84 Quellen ist weiterhin unbekannt. Die Forschenden vermuten jedoch, dass sich hinter diesem gleichen Verhalten mehrere Arten von Objekten verbergen könnten. Es könnte sich um Systeme aus zwei Sternen handeln, von denen einer zu einem Weißen Zwerg, einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch geworden ist. Dieser äußerst dichte Stern zieht dann Materie von seinem Begleiter an.
Auf ihrem Weg zum kompakten Objekt erhitzt sich diese Materie und setzt enorme Energiemengen frei. Solche Sternpaare sind bereits bekannt. Der Unterschied liegt hier vor allem in der Verteilung dieser Energie: viel sehr energiereiches Ultraviolett und besonders energiearme Röntgenstrahlen. Die hellsten Beispiele erreichen im untersuchten kleinen Röntgenstrahlenbereich etwa 1031 Watt.
Diese Entdeckung könnte insbesondere Forschende interessieren, die bestimmte Supernovas untersuchen. Ein Weißer Zwerg, der Materie von einem benachbarten Stern aufnimmt, kann in manchen Szenarien schließlich als Typ-Ia-Supernova explodieren. Astronomen nutzen diese Explosionen, um Entfernungen im Universum zu messen, doch die genaue Identität der Systeme, die sie hervorbringen, ist weiterhin umstritten. Einige der neuen Quellen könnten zu dieser gesuchten Population gehören.
Diese Objekte könnten auch das Gas in ihrer Galaxie beeinflussen. Ihre starke ultraviolette Strahlung kann Elektronen aus den Atomen zwischen den Sternen herauslösen – ein als Ionisation bezeichnetes Phänomen. Astronomen beobachten jedoch in einigen Galaxien mehr ionisiertes Gas, als die bekannten heißen Sterne allein zu erzeugen scheinen. Eine verborgene Population dieser Quellen könnte einen Teil dieser Strahlung erklären.
Die Forschenden müssen nun bestimmen, was sich tatsächlich im Herzen jeder Quelle befindet. Die 84 Objekte sind nicht unbedingt alle von gleicher Natur. Ergänzende Beobachtungen könnten nach ihren Begleitsternen suchen, ihre Helligkeitsschwankungen verfolgen und Weiße Zwerge von Systemen mit einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch unterscheiden.