Im Jahr 1952 verschwanden drei Sterne gleichzeitig, und die Astronomen haben noch immer nicht herausgefunden, warum.

Ewig strahlend und unveränderlich, diesen Eindruck vermittelt der Sternenhimmel den meisten Menschen. Doch als die Astronomen historische Daten durchsahen, stellten sie fest, dass die drei Sterne plötzlich gemeinsam verschwanden . Und bis heute haben sie keine verlässliche Erklärung gefunden.

Am Abend des 19. Juli 1952 fuhr das Palomar-Observatorium in Kalifornien, USA, wie gewohnt mit der Fotografie des Himmels fort. Gegen 20:52 Uhr erfasste das Teleskop drei unauffällige, dicht beieinander liegende Sterne, die auf dem von der Kamera aufgenommenen Bild jedoch recht hell leuchteten. Als das Teleskop diesen Himmelsbereich um 21.45 Uhr jedoch erneut abbildete, waren die drei Sterne verschwunden.

Bei den beiden Beobachtungen wurden unterschiedliche Bänder und Sensoren verwendet, daher unterscheiden sich die Bilder leicht. Bildquelle: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Band 527, Ausgabe 3, Januar 2024, Seiten 6312–6320

Nach den damaligen Beobachtungsergebnissen des Palomar-Observatoriums war die Helligkeit dieser drei Sterne auf mindestens ein Prozent des ursprünglichen Werts reduziert. Im Jahr 2023 beobachteten Astronomen diesen Himmelsbereich mit moderneren Teleskopen, konnten die drei Sterne jedoch immer noch nicht finden. Dies bedeutet, dass die Helligkeit der drei Sterne, die vom Palomar-Observatorium um 20:52 Uhr beobachtet wurde, am 19. Juli 1952 auf mindestens ein Zehntausendstel seiner ursprünglichen Helligkeit reduziert. Oder sie verschwinden ganz.

Es gibt viele Zweifel

Sterne explodieren, aber sie verschwinden normalerweise nicht. Beispielsweise wird ein Stern durch die Explosion einer Supernova augenblicklich zerstört und seine Helligkeit nimmt nach der Explosion weiter ab. Es ist jedoch unmöglich, dass er innerhalb eines Tages direkt verschwindet. In „Song History·Astronomy“ wurde beispielsweise einmal Folgendes aufgezeichnet: „Im ersten Jahr von Zhihe, am Mai Jichou, erschien es mehrere Zentimeter südöstlich von Tianguan und verschwand nach einem Jahr wieder.“ Der Gaststern Tianguan (SN 1054) brach Mitte des Jahres 1054 aus und seine Helligkeit nahm bis zum Jahresende nicht ab.

Bis heute können wir den Krebsnebel sehen, der durch den Gaststern Tianguan und den Pulsar in seinem Zentrum entsteht. Dabei handelt es sich um Überreste von Supernova-Explosionen, die auch noch nach fast tausend Jahren von uns beobachtet werden können. Doch im Jahr 1952 verschwanden die drei Sterne gemeinsam in weniger als 50 Minuten, was falsch war.

Noch seltsamer ist, dass die drei Sterne sehr nahe beieinander liegen, weniger als 10 Bogensekunden voneinander entfernt. Wenn es sich um drei separate Objekte handelt, bedeutet dies, dass die Entfernung zwischen ihnen nicht mehr als 50 Lichtminuten beträgt (die Entfernung, die das Licht in 50 Minuten zurücklegt), was etwa dem 6-fachen der Entfernung von der Erde zur Sonne (6 AE) entspricht und mit der durchschnittlichen Entfernung zwischen der Sonne und dem Jupiter (5,2 AE) vergleichbar ist. Die maximale Entfernung zwischen ihnen beträgt 50 Lichtminuten, was bedeutet, dass sie weniger als 10 Bogensekunden von uns entfernt zu sein scheinen. Nach einfacher geometrischer Umrechnung sind diese drei Sterne nicht mehr als 2 Lichtjahre von uns entfernt – im Vergleich dazu ist der sonnennächste Stern 4,2 Lichtjahre entfernt. Astronomisch gesehen ist diese Entfernung unglaublich gering.

Die Frage ist so seltsam, dass es natürlich ist, einige unzuverlässige Antworten in Betracht zu ziehen. Ist es möglich, dass diese drei hellen Flecken gar keine Sterne am Himmel sind, sondern durch Faktoren auf der Erde verursacht werden – beispielsweise durch radioaktiven Staub, der durch Atomtests entstanden ist ? Das Palomar-Observatorium liegt unweit von New Mexico in den USA, wo die erste Atombombe gezündet wurde und auch später Atomtests stattfanden. In den 1950er Jahren traten auf fotografischen Filmen auch helle Flecken auf, die durch radioaktiven Staub verursacht wurden. Dabei muss der Einfluss von Bodenfaktoren berücksichtigt werden.

Das Palomar-Observatorium liegt unweit des US-Atomtestgeländes in New Mexico.

Daher analysierten die Astronomen die Umrisse dieser drei Sterne. Einer der drei Sterne ist etwas weiter von den anderen beiden entfernt, sodass sein Umriss mit dem der nahegelegenen normalen Sterne verglichen werden kann. Die Ergebnisse zeigten, dass die Umrisse dieser drei Sterne fast genau denen normaler Sterne entsprachen. Wenn die hellen Flecken durch radioaktiven Staub verursacht würden, wäre ein solches Ergebnis nicht möglich gewesen. Handelt es sich um ein sich schnell bewegendes Ziel wie etwa ein Flugzeug oder einen Asteroiden, sollte der Umriss auf dem Film eine gerade Linie sein. Es lässt sich grundsätzlich bestätigen, dass diese hellen Flecken durch die normale Abbildung des Teleskops entstehen.

Die weißen Punkte sind die Konturkurven verschwindender Sterne und die weißen Linien sind die Konturkurven normaler Sterne. Man erkennt, dass die beiden im Grunde gleich sind. Die oberen und unteren Abbildungen stellen die Umrisse in Ost-West-Richtung bzw. Nord-Süd-Richtung dar. Bildquelle: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Band 527, Ausgabe 3, Januar 2024, Seiten 6312–6320

Wirklich drei?

Oder es sind überhaupt keine drei Sterne. Stattdessen verschwand plötzlich ein Stern und nur aufgrund der Gravitationslinsenwirkung entstand in unserer Sicht ein Bild aus drei Sternen. Durch die Schwerkraft kann das Licht verzerrt werden, sodass ein linsenähnlicher Effekt entstehen kann. Bei der einfachsten Gravitationslinse – die aus einem einzelnen Himmelskörper besteht – wird das ursprüngliche Bild eines Sterns zu einem Ring verzerrt, der auch Einstein-Ring genannt wird, wenn sich die Gravitationslinse zufällig auf der Linie befindet, die die Erde mit dem Zielhimmelskörper verbindet. Wenn die Gravitationslinse leicht verschoben ist, werden nur zwei Bilder mit ähnlicher Helligkeit erzeugt . Zwischen den beiden Bildern kann sich noch ein weiteres Bild befinden, das jedoch deutlich schwächer ist.

In der Bildmitte befindet sich eine Gravitationslinse (die Linse selbst befindet sich in der Bildmitte, im Bild nicht markiert). Wenn die punktförmige Lichtquelle (cyanfarbener Kreis) hinter der Gravitationslinse über die Rückseite der Gravitationslinse läuft, können wir nur das verzerrte Bild sehen, also den weißen Teil. Bildquelle: Wikipedia

Wenn Sie drei Bilder mit ähnlicher Helligkeit erzeugen möchten, muss die Struktur der Gravitationslinse sehr speziell sein, beispielsweise mehrere schwarze Löcher oder eine ungleichmäßige Masse dunkler Materie. Gleichzeitig dürfen sich die optischen Weglängen der drei Bilder unter dem Einfluss dieser komplexen Gravitationslinse nicht um mehr als 50 Lichtminuten unterscheiden, da wir sonst nicht sehen können, wie die drei hellen Flecken gleichzeitig verschwinden. Die Vermutung stammt aus einem Artikel, der in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) veröffentlicht wurde. Es ist erwähnenswert, dass die Autoren des Artikels der Meinung sind, dass diese Gravitationslinse zu kompliziert ist und nur grobe Einschränkungen vorgeben. Interessierte Leser können die Struktur dieser Gravitationslinse selbst berechnen und anschließend eine Arbeit veröffentlichen.

Nur Vermutungen

Selbst wenn eine derart komplexe Gravitationslinse tatsächlich existiert, ist die wichtigste Frage noch nicht beantwortet: Sterne explodieren nur, sie verschwinden nicht plötzlich. Wie konnte dieser Stern also innerhalb einer Stunde verschwinden? Selbst wenn tatsächlich nur ein Stern verschwunden wäre, könnten wir viele ähnliche Beispiele finden.

Das VASCO-Projekt (Vanishing & Appearing Sources during a Century of Observations) zählt, wie viele Sterne in den letzten 70 Jahren plötzlich verschwunden sind. Im Jahr 2019 veröffentlichten sie einen Artikel im Astronomical Journal (AJ), in dem sie feststellten, dass etwa 100 Quellen ohne Grund verschwunden seien und es keinerlei verlässliche Erklärung dafür gebe.

Ohne eine zuverlässige Erklärung können wir nur raten.

Könnte es sich um das optische Gegenstück eines schnellen Radioblitzes (FRB) handeln? Ein schneller Radioblitz ist ein astronomisches Phänomen im Radiowellenbereich, das innerhalb von Millisekunden enorme Energie freisetzen kann. Bei diesem astronomischen Phänomen im Millisekundenbereich kann das entsprechende optische Phänomen tatsächlich weniger als eine Stunde dauern. Aufgrund unzureichender relevanter Daten ist es für uns derzeit jedoch schwierig, diese Hypothese zu überprüfen.

Im Mai dieses Jahres wurde in einem in Physical Review Letters (PRL) veröffentlichten Artikel eine neue Möglichkeit vorgeschlagen: Diese plötzlich verschwindenden Sterne könnten sich in schwarze Löcher verwandelt haben. Das Forschungsteam untersuchte VFTS 243, ein Doppelsternsystem am Rand der Milchstraße, das aus einem Stern und einem schwarzen Loch besteht.

Es wird allgemein angenommen, dass das darin enthaltene schwarze Loch durch eine Supernova-Explosion entstanden sein dürfte. Durch die Wucht der Supernova-Explosion wird die Umlaufbahn des Doppelsterns verändert und elliptisch . Bei VFTS 243 beträgt die Exzentrizität der Doppelumlaufbahn jedoch nur 0,017, was nahe an einem perfekten Kreis liegt und nicht mit dem traditionellen Supernova-Modell übereinstimmt. Nach weiteren Berechnungen und Simulationen schlug das Forschungsteam vor, dass das Schwarze Loch in VFTS 243 möglicherweise durch den direkten Kollaps eines massereichen Sterns entstanden ist. In dem Artikel wird darauf hingewiesen, dass ein sterbender Stern, dessen Kernmasse mehr als das Zehnfache der Sonnenmasse beträgt, direkt zu einem schwarzen Loch kollabieren kann. Ein heller Stern verschwand plötzlich.

VFTS 243 Künstlerische Vorstellungskraft. Bildnachweis: ESOL. Calçada CC BY 4.0

Es gab keine Supernova-Explosion, sondern ein plötzliches und leises Verschwinden . Dies könnte die Fragen des VASCO-Projekts beantworten und auch die Antwort auf die Frage nach den drei Sternen sein, die 1952 verschwanden.

Wie also verschwanden diese drei Sterne im Jahr 1952? Derzeit ist die wahrscheinlichere Erklärung, dass es sich bei diesen drei Sternen tatsächlich nur um einen einzigen Stern handelt und dass es sich bei den drei von der Erde aus beobachteten Sternen eigentlich um Bilder handelt, die von einer komplexen Gravitationslinse erzeugt werden. Und warum ist dieser Stern plötzlich verschwunden? Es könnte sich um das optische Gegenstück eines FRB handeln oder um die lautlose Geburt eines Schwarzen Lochs.

Aber das ist immer noch reine Spekulation und wurde von keiner Zeitung bestätigt.

Verweise

[1]Beatriz Villarroel et al. 2020 AJ 159 8

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab570f

[2]Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Band 527, Ausgabe 3, Januar 2024, Seiten 6312–6320,

https://academic.oup.com/mnras/article/527/3/6312/7457759

[3]Physik. Ehrw. Lett. 132, 191403

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.191403

[4]https://www.universetoday.com/163820/in-1952-a-group-of-three-stars-vanished-astronomomers-still-cant-find-them/

[5]https://www.iflscience.com/hundreds-of-stars-have-vanished-without-a-trace-a-new-study-could-explain-why-74343

[6]https://zh.wikipedia.org/wiki/SN_1054

[7]http://www.nao.cas.cn/twsdjz/sdjzndhx/sdjzjcl/202103/P020210325380297688434.pdf

[7] https://vascoproject.org

[8]https://science.ku.dk/english/press/news/2024/complete-stellar-collapse-unusual-star-system-proves-that-stars-can-die-quietly/

[9]https://www.iflscience.com/hundreds-of-stars-have-vanished-without-a-trace-where-did-ye-go-71397

Planung und Produktion

Quelle: Global Science (id: huanqiukexue)

Herausgeber: Yang Yaping

Korrekturgelesen von Xu Lai und Lin Lin