Vampirsterne: Der Tanz der Materie im Doppelsternsystem

Der Nachthimmel wird seit jeher von unbeschreiblichen und mysteriösen Himmelsphänomenen durchzogen. Im ersten Teil dieser Halloween-Serie treten die Vampirsterne auf die Bühne und präsentieren ihren Tanz der Materie.

Beitrag von Anna-Janina Stöhr, Quellen: Wikimedia, LEIFIPhysik, R. Di Stefano, SwissEduc, 10. Oktober 2026.

Während wir uns unaufhaltsam der unheimlichsten Nacht des Jahres nähern, wird der Blick in den Nachthimmel langsam dunkler, die Nächte werden wieder länger als die Tage. Hinter den Nebelschwaden, in den unendlichen Tiefen des so dunkel scheinenden Alls, finden sich unzählige Phänomene: Gase, die sich zu den verschiedensten Gestalten formen, tote und doch lebendige Sterne, Vampirismus und sogar blinkende Dämonen. In dieser Mini-Reihe schauen wir uns ein paar der merkwürdigen Ereignisse genauer an. Teil 1 wirft einen näheren Blick auf die sogenannten Vampirsterne.

Blutsaugende Nachtgestalten in der tiefen Dunkelheit des Universums?

Künstlerische Darstellung Stellarer Vampirismus, Bild von ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink
Künstlerische Darstellung von stellarem Vampirismus, Bild von ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink.

Vampire gibt es nicht nur in Gruselgeschichten, sondern auch im All. Doch worum genau handelt es sich bei stellarem Vampirismus? Blut gibt es schließlich nicht zu erbeuten. Ein solcher Dracula befindet sich in einem binären Sternensystem (auch Doppelsternsystem genannt), also zwei Sterne, die durch die Schwerkraft aneinander gebunden sind und um einen gemeinsamen Mittelpunkt kreisen. Der Vampir „saugt“ hierbei seinen Begleiter aus und entzieht ihm Materie. Dadurch erhält er zusätzliche Masse und Wasserstoff, wodurch sich seine Entwicklung beziehungsweise seine Erscheinung teilweise „verjüngt“. Sein Opfer hingegen verliert entsprechend seine äußeren Schichten, was seinen heißen Kern freilegt.

Stellarer Vampirismus bezeichnet lediglich das Prinzip, dass ein Stern Masse und Material des anderen ansaugt. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, wann es zu so einem Fall kommt.

Blaue Nachzügler, die sich von ihrem Nachbarn ernähren

Besonders bekannt sind dabei die sogenannten Blauen Nachzügler (auf Englisch „Blue Stragglers“). Sie sind ein faszinierendes Beispiel dafür, wie kompliziert und überraschend die Entwicklung von Sternen sein kann.

Ein wissenschaftliches Paper von Rosanne Di Stefano, Astrophysikerin am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics von 20111 untersucht die physikalischen Prozesse, durch die enge Doppelsternsysteme zu sogenannten Vampirsternen beziehungsweise Blue-Straggler-Systemen werden. Ausgangspunkt ist ein Doppelstern, in dem der ursprünglich massereichere Stern seine Entwicklung schneller durchläuft und sich zu einem Unter- oder Roten Riesen ausdehnt. Erreicht seine äußere Hülle den Roche-Lobe-Radius, fließt Materie nicht mehr über Sternwinde, sondern direkt durch den inneren Lagrange-Punkt auf den masseärmeren Begleiter. Je nach Massenverhältnis erfolgt dieser Massentransfer entweder stabil über Millionen Jahre oder instabil in einer Phase, in der beide Sterne kurzzeitig von einer gemeinsamen Hülle umgeben sind. In beiden Fällen verliert der Opferstern nahezu seine gesamte Wasserstoffhülle, während der vampirische Begleiter Masse, Drehimpuls und chemisch verarbeitetes Material aufnimmt. Dadurch wächst dieser zu einem Blue Straggler heran, der aufgrund seiner höheren Masse, Temperatur und Leuchtkraft deutlich jünger erscheint, als es seinem tatsächlichen Alter entspricht. Der ausgezehrte Opferstern bleibt als freigelegter Heliumkern zurück und entwickelt sich zu einem heißen, massearmen Prä-Weißen Zwerg, der schließlich zu einem Weißen Zwerg abkühlt.

Extrem hell, extrem heiß und extrem selten

Während das Di-Stefano-Paper vor allem masseärmere Doppelsternsysteme beschreibt, in denen Blaue Nachzügler entstehen, wird der Begriff häufig auch für extrem massereiche O-Sterne verwendet, die ihren Begleiter durch Massentransfer aussaugen. Das zugrunde liegende physikalische Prinzip ist jedoch in beiden Fällen dasselbe.

Die Sterne aufgereiht entsprechend ihrer Spektralklasse, O B A F G K M
Die Sterne entsprechend ihrer Spektralklasse angeordnet, O B A F G K M, Bild von Rursus.

Bei O-Typen kann Massentransfer dazu führen, dass ein ohnehin massereicher Stern noch mehr Materie aufnimmt und dadurch außergewöhnlich hell und heiß erscheint.

Diese Klassifizierung als O-Typ bezieht sich auf die Spektralanalyse, die Sterne in Spektralklassen teilt. Hierbei gibt es sieben Grundtypen O, B, A, F, G, K und M, zu denen die überwiegende Mehrheit aller Sterne gehört. Um sich das leichter merken zu können, wurde die Eselsbrücke „Oh be a fine girl/guy, kiss me“ gebaut. Im deutschen gibt es auch den Merkspruch: „Offenbar benutzen Astronomen furchtbar gerne komische Merksätze“.
Durch das analysierte Spektrum und die Absorptionslinien werden Rückschlüsse auf Eigenschaften des Sterns geführt. Für die O-Typen bedeutet das: Sie strahlen blau, haben eine Temperatur von ≥ 30 000 Kelvin und ihre charakteristische Absorptionslinie ist ionisiertes Helium (He II).2

Zudem sind O-Sterne extrem massereich. Die schwersten bekannten Vertreter erreichen Anfangsmassen von über 200 Sonnenmassen. Bei solch gigantischen Sternen und einer solch extremen Hitze wird jedoch auch entsprechend viel Kernbrennstoff verbraucht. Das wiederum führt zu einer sehr kurzen Lebensdauer, sodass nur 0.00004 % aller Hauptreihensterne unserer Milchstraße zum Spektraltyp O gehören.3

Die trügerische Erscheinung eines verjüngten Sterns

Vampirsterne sind ein faszinierendes Beispiel dafür, dass Sterne nicht immer allein durchs Universum reisen. Ihre Entwicklung kann entscheidend davon abhängen, ob sie einen Begleiter haben und wie sich dieses Doppelsternsystem über Milliarden Jahre verändert. Ein Stern kann dabei Materie und sogar Drehimpuls von seinem Partner aufnehmen und dadurch seine Geschichte gewissermaßen verschleiern. Hinter dem scheinbar jungen Licht eines solchen Sterns kann sich deshalb eine uralte Vergangenheit verbergen – und manchmal sogar der Überrest eines Sterns, den er einst „ausgesaugt“ hat.

Der nächste Teil der Halloween-Serie bleibt beim Thema Doppelsterne und betrachtet den sogenannten Dämonenstern Algol etwas genauer.

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  1. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2011AJ….141..142D/abstract ↩︎
  2. https://www.leifiphysik.de/astronomie/fixsterne/grundwissen/spektralklassen ↩︎
  3. https://www.swisseduc.ch/astronomie/spektrographie/spektralklasse-o-de.html ↩︎

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