Vor 580 Jahren, genauer am 11. März 1437, sichteten koreanische Himmelsbeobachter am südlichen Ende des Sternbilds Skorpion einen hellen, neuen Stern, der bislang nicht zu sehen war. Er zeigte sich für rund zwei Wochen, bevor er wieder in der Anonymität verschwand. Die Erscheinung wurde nur im asiatischen Raum registriert. Anhand der historischen Beschreibungen gehen moderne Astronomen davon aus, dass damals eine Nova-Eruption beobachtet wurde. Nun konnten Forscher um Michael M. Shara vom American Museum of Natural History in New York den Verursacher aufspüren: Es ist ein enges Doppelsternsystem aus einem sonnenähnlichen Stern und einem Weißen Zwerg. Zudem hatte die Eruption im Jahr 1437 eine expandierende Blase aus heißem Gas erzeugt, eine Nova-Hülle.

Die Hülle der Nova Scorpii 1437 und ihr Verursacher (Übersichtsbild)
© K. Ilkiewicz and J. Mikolajewska
(Ausschnitt)
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Auf diesem Negativbild der Nova Scorpii 1437 zeigt sich deutlich die große Hülle aus heißem Gas, die bei der Eruption im Jahr 1437 ausgestoßen wurde. Die drei bunten Kreuze geben die errechneten Positionen des Verursachersternsystems wieder, das mit zwei roten Strichen markiert ist. Es besteht aus einem sonnenähnlichen Stern und einem Weißen Zwerg, die ihren gemeinsamen Schwerpunkt in sehr geringem Abstand umrunden.

Den Forschern gelang es, die Eigenbewegung des Doppelsternsystems zu bestimmen, bei dem es sich um einen so genannten kataklysmischen Veränderlichen handelt. In solchen Sternsystemen kommt es immer wieder zu kleineren unregelmäßigen Helligkeitsausbrüchen, so dass der Stern in unterschiedlichen Sternverzeichnissen bereits als veränderlicher Stern registriert war. Anhand der Eigenbewegung von IGR J17014-4306 stellten die Astronomen fest, an welcher Stelle sich der Doppelstern vor 580 Jahren aufgehalten hat. Sie ermittelten, dass er sich damals im Zentrum der heutigen Nova-Hülle befand. Heute trennen ihn von dort rund 15 Bogensekunden. Für die Bestimmung der Eigenbewegung griffen Mara und seine Koautoren auf Fotoplatten aus vielen Jahrzehnten zurück, die älteste datiert auf das Jahr 1923.

Schema des Sternsystems der Nova Scorpii 1437 (Übersichtsgrafik)
© Shore, S.N.: Cosmic exhumation. In: Nature 548, S. 526-527, 2017, fig. 1
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernSchema des Sternsystems der Nova Scorpii 1437
Der Verursacher der Nova Scorpii 1437 ist ein enges Doppelsternsystem, das aus einem sonnenähnlichen Stern (links) und einem Weißen Zwerg (rechts) besteht. Vom Begleiter strömt Materie zum Weißen Zwerg über und sammelt sich dort in einer Gasscheibe an, einer Akkretionsscheibe. Von dort fällt es auf die Oberfläche des Weißen Zwergs (Inset) und bildet dort eine dünne Schicht. Durch das starke Magnetfeld des Weißen Zwergs wird das Gas aus der Scheibe bevorzugt an die Magnetpole des kompakten Sternüberrests geführt.

Nova-Eruptionen treten nur in engen Doppelsternsystemen auf, bei dem von einem sonnenähnlichen Stern oder einem Roten Riesen Materie, vor allem Wasserstoff, auf einen Weißen Zwerg überströmt. Letzterer ist ein kompaktes Gebilde von der Größe der Erde, das aber bis zum 1,4-Fachen der Sonnenmasse enthalten kann. Die überströmende Materie sammelt sich wegen der Erhaltung des Drehimpulses in einer Scheibe um den Weißen Zwerg an. Sie fällt aus dieser Akkretionsscheibe nach und nach auf dessen Oberfläche und reichert sich dort in einer dünnen Schicht an.

Schließlich überschreiten in der Wasserstoffschicht auf dem Weißen Zwerg Druck und Temperatur kritische Werte, und es kommt zu einer thermonuklearen Explosion, bei welcher der Wasserstoff schlagartig zu Helium fusioniert. Dabei steigert der Weiße Zwerg seine Helligkeit für wenige Tage um das 100 000-Fache. Zudem werden große Mengen an heißem Gas in die Umgebung geblasen, wodurch die Nova-Hülle entsteht. Im Gegensatz zu einer noch viel energiereicheren und helleren Supernova-Explosion wird der Weiße Zwerg bei einer Nova nicht zerstört, sondern verliert nur einen kleinen Bruchteil seiner Masse.

Ein solches System kann immer wieder Nova-Eruptionen durchlaufen, allerdings können dazwischen viele tausend Jahre vergehen, bis sich wieder genug Wasserstoff auf dem Weißen Zwerg angereichert hat. Derzeit verhält sich der Stern als eine so genannte Zwerg-Nova. Bei diesen kommt es immer wieder zu kleinen thermonuklearen Explosionen, die aber nicht ausreichen, die gesamte Wasserstoffschicht auf dem Weißen Zwerg zu zünden.