Wissenschaftler haben eine Erklärung für die 14 mysteriösen blauen Ausbrüche gefunden, die seit 2018 im Weltraum beobachtet werden.

Neue Hypothese zur Herkunft von hellen schnellen blauen optischen Transienten (LFBOT)

Wissenschaftler des Astrophysikzentrums der Harvard University haben eine Erklärung vorgeschlagen, aus welchem Teil des Universums starke und kurzlebige blaue Ausbrüche entstehen können, die als LFBOT bekannt sind. Ihr Modell verbindet diese Ereignisse mit dem Kollaps einer kompakten Stern (Schwarzer Loch oder Neutronenstern), der einen benachbarten Wolf–Rayet-Stern „verschlingt“ – ein heißes Heliumkern, das übrig bleibt, nachdem ein massereicher Stern seine äußere Wasserstoffhülle verloren hat.

Was ist LFBOT?
- Abkürzung: *Luminous Fast Blue Optical Transients* – „helle schnelle blaue optische Transienten“.

- Kurze Lebensdauer: Der Höhepunkt der Helligkeit und das anschließende Abschwellen erfolgen innerhalb weniger Tage.

- Blaue Farbe: Die Ausbrüche bleiben fast die ganze Zeit blau, was auf eine hohe Temperatur hinweist.

Seit 2018, als erstmals ein LFBOT registriert wurde, haben Astronomen weitere vierzehn ähnliche Ereignisse entdeckt. Sie unterscheiden sich von gewöhnlichen Supernovae darin, wie schnell sie sich entwickeln und wie „blau“ sie bleiben.

Warum die bisherigen Szenarien nicht passen?
1. Supernovae mit Kernkollaps – gehen von einer Explosion eines massereichen Sterns aus, aber die Beobachtungsdaten der Hostgalaxien von LFBOT stimmen nicht mit den typischen Umgebungen von Supernovae überein.

2. Tidal Disruption Events (TDE) – Ereignisse, bei denen ein Schwarzes Loch einen Stern zerreißt und verschlingt, erklären ebenfalls nicht die charakteristische Umgebung von LFBOT.

Annie Newjean und ihre Kollegen haben die Galaxien analysiert, in denen Ausbrüche beobachtet wurden, und kamen zu dem Schluss: LFBOT treten in Umgebungen auf, die sich von denen unterscheiden, die Supernovae und TDE vorhersagen.

Modell des „Fusion“ in einem Doppelsternsystem
1. Ausgangskonfiguration – Zwei massereiche Sterne befinden sich in einer engen orbitalen Wechselwirkung.

2. Kannibalismus – Einer von ihnen („Kannibale“) nimmt allmählich die äußere Wasserstoffhülle der Nachbarin („Donor“) weg.

3. Ergebnis für den Donor – Nach Verlust der Hülle bleibt ein fast vollständig heliumhaltiger Kern übrig, also ein Wolf–Rayet-Stern.

4. Der Kannibale wird zu einer Supernova – Durch Ansammlung von Masse verbraucht er schnell seinen Treibstoff und kollabiert zu einem Schwarzen Loch oder Neutronenstern.

Beim Kollaps erhält das System einen „Kick“ (seitlicher Stoß), der die Doppelung aus den dichten Bereichen der Galaxie an deren Rand treibt.

Wie entsteht ein LFBOT?
- Fütterung – Nach Schaffung des kompakten Objekts „füttert“ es über Hunderte bis Tausende Jahre die Oberfläche des Wolf–Rayet-Sterns, zerstört ihn aber nicht vollständig.

- Endgültige Katastrophe – Wenn das Schwarze Loch oder der Neutronenstern in den dichten Heliumkern eines Wolf–Rayet-Sterns eindringt und ihn zerstört, entsteht ein heller blauer Ausbruch.

- Dauer – Das Ereignis dauert nur wenige Tage.

Warum dieses Modell glaubwürdig ist?
1. Seltenheit der Ereignisse – Solche Doppelsternsätze mit den nötigen Bedingungen (nicht zu frühe Fusion, aber ausreichende Nähe) sind selten, was mit der Häufigkeit von LFBOT übereinstimmt.

2. Umgebung des Ausbruchs – Beim Explosionsmoment befindet sich um die LFBOT ein „leeres“ Raum, als wäre das System aus einer dichten Sternenumgebung herausgeschleudert worden, was dem Kick-Effekt entspricht.

Somit schlagen die Wissenschaftler vor, dass helle schnelle blaue optische Transienten durch den Kollaps eines kompakten Sterns entstehen, der einen benachbarten Wolf–Rayet-Stern nach einer langen Fütterungsphase verschlingt. Diese Erklärung stimmt sowohl mit den beobachteten Merkmalen der Ausbrüche als auch mit ihrer Seltenheit und Umgebung überein.