Das Sternbild Schwan beheimatet dieses Paar, bei dem der Stern, ein Wolf-Rayet-Stern, beeindruckende stellare Winde ausstößt. Das von Japan mit Unterstützung der NASA betriebene XRISM-Teleskop hat diese Gasströme 18 Stunden lang untersucht und dabei eine bisher einzigartige Kartierung dieser dynamischen Prozesse erstellt.
Die beiden Himmelskörper umkreisen sich so nah, dass sie ihre Umlaufbahn in weniger als fünf Stunden abschließen. Diese Nähe erzeugt energiereiche Phänomene: Die vom Stern ausgeworfenen Gase werden aufgeheizt und ionisiert und emittieren Röntgenstrahlung, die trotz der Staubwolken in der Milchstraße nachweisbar ist.
Cygnus X-3 ist vor allem für die ultraschnellen Winde seines Sterns bekannt, die mit einer Geschwindigkeit von 1.500.000 km/h wehen. Diese Ströme übertreffen die Schallgeschwindigkeit auf der Erde um das Tausendfache und schaffen turbulente Zonen um das vermutete schwarze Loch.
Spektralanalysen zeigen, dass der Großteil des Gases sich auf die Erde zubewegt, was auf seine extreme Geschwindigkeit hinweist. Dieses sogenannte "Blueshift"-Phänomen steht im Gegensatz zu einem kleinen Anteil von Gas, das sich langsamer entfernt, und verdeutlicht die Komplexität der gravitativen Wechselwirkungen zwischen den beiden Objekten.
Röntgenspektrum, aufgenommen mit dem Instrument Resolve des XRISM-Teleskops. Die roten und blauen Verschiebungen zeugen von den Gasbewegungen.
Credit: JAXA/NASA/XRISM Collaboration
Die Analyse der Spektrallinien zeigt eine stärkere Absorption als Emission, insbesondere im Fall von ionisiertem Eisen. Diese Hinweise tragen zum besseren Verständnis der Wechselwirkung der stellaren Winde mit dem kompakten Objekt bei und untermauern die Vermutung, dass es sich dabei um ein schwarzes Loch handelt.
Das Rätsel bleibt jedoch: Ist es wirklich ein schwarzes Loch, das diese turbulente Region bewohnt? Die Wissenschaftler hoffen, durch zukünftige Analysen diese Frage aufklären zu können. Eine erste Studie, die auf diesen Daten basiert, wird demnächst im Astrophysical Journal veröffentlicht.
Credit: NASA/CXC/SAO
Was ist ein Wolf-Rayet-Stern?
Wolf-Rayet-Sterne sind massereiche und seltene stellare Objekte, die eine fortgeschrittene Entwicklungsphase der massereichsten Sterne im Universum darstellen. Diese Sterne, benannt nach den französischen Astronomen Charles Wolf und Georges Rayet, zeichnen sich durch ihre einzigartigen und beeindruckenden Eigenschaften aus.Sie besitzen extrem starke stellare Winde und stoßen große Mengen an Gas und Materie mit hoher Geschwindigkeit in den Weltraum aus. Diese Winde werden von der Oberfläche der Sterne erzeugt, wo thermonukleare Reaktionen intensive Energie freisetzen.
Wolf-Rayet-Sterne weisen spezielle Lichtspektren auf, die reich an Elementen wie Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff, aber arm an Wasserstoff sind. Diese Zusammensetzung spiegelt ihr fortgeschrittenes Stadium der Kernfusion wider, bei dem innere Schichten aufgrund von Masseverlust freigelegt werden.
Diese Sterne beenden ihr Leben oft spektakulär in einer Supernova-Explosion, bei der manchmal ein Neutronenstern oder ein schwarzes Loch entsteht. Ihre Untersuchung wirft Licht auf die Endphasen massereicher Sterne und den chemischen Reichtum von Galaxien.