Bildnachweis: ESO
Astronomen haben ein Paar weiße Zwergsterne entdeckt, die sich in einer Entfernung von nur 80.000 km (1/5 der Entfernung zwischen Erde und Mond) umeinander drehen - das nächste Binärsystem, das jemals entdeckt wurde. Das als RX J0806.3 + 1527 bekannte System wurde mit dem Very Large Telescope (VLT) des European Southern Observatory untersucht, und Beobachter stellten fest, dass das Objekt alle fünf Minuten gedimmt wurde, was auf ein binäres System hindeutet.
Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile und dem italienischen Telescopio Nazionale Galileo (TNG) auf den Kanarischen Inseln in den letzten zwei Jahren haben es einer internationalen Gruppe von Astronomen [1] ermöglicht, die wahre Natur eines außergewöhnlichen binären Sternensystems aufzudecken .
Dieses System mit der Bezeichnung RX J0806.3 + 1527 wurde erstmals als Röntgenquelle mit variabler Helligkeit entdeckt - alle fünf Minuten wird es für einen kurzen Moment „ausgeschaltet“. Die neuen Beobachtungen haben zweifelsfrei gezeigt, dass dieser Zeitraum die Umlaufbewegung zweier „weißer Zwergsterne“ widerspiegelt, die sich in einer Entfernung von nur 80.000 km umeinander drehen. Jeder der Sterne ist ungefähr so groß wie die Erde und dies ist die kürzeste Umlaufzeit, die für ein binäres Sternensystem bekannt ist.
Das VLT-Spektrum zeigt Linien aus ionisiertem Helium, was darauf hinweist, dass sich auf einem der Sterne ein äußerst heißer Bereich befindet - ein „Hot Spot“ mit einer Temperatur von ca. 250.000 Grad. Das System befindet sich derzeit in einem selten gesehenen, vorübergehenden Evolutionszustand.
Ein erstaunliches stellares Binärsystem
Ein Jahr ist die Zeit, die die Erde braucht, um sich einmal um die Sonne, unseren Zentralstern, zu bewegen. Dies mag auf der Skala des Universums ziemlich schnell erscheinen, aber dies ist eine Schneckenbewegung im Vergleich zur Geschwindigkeit von zwei kürzlich entdeckten Sternen. Sie drehen sich 100.000 Mal schneller umeinander; Eine volle Umdrehung dauert nur 321 Sekunden oder etwas mehr als 5 Minuten! Es ist die kürzeste Periode, die jemals in einem binären Sternensystem beobachtet wurde.
Dies ist die überraschende Schlussfolgerung eines internationalen Teams von Astronomen unter der Leitung von GianLuca Israel vom Astronomischen Observatorium von Rom [1], das auf detaillierten Beobachtungen des schwachen Lichts dieser beiden Sterne mit einigen der fortschrittlichsten Teleskope der Welt basiert. Das rekordverdächtige binäre Sternensystem trägt den prosaischen Namen RX J0806.3 + 1527 und befindet sich nördlich des Himmelsäquators im Sternbild Krebs (The Crab).
Die Wissenschaftler stellen außerdem fest, dass die beiden Partner dieses hektischen Tanzes höchstwahrscheinlich ein sterbender weißer Zwergstern sind, der im starken Gravitationsgriff eines anderen, etwas schwereren Sterns des gleichen exotischen Typs gefangen ist. Die beiden erdgroßen Sterne sind nur 80.000 Kilometer voneinander entfernt, etwas mehr als doppelt so hoch wie die Fernsehsatelliten in der Erdumlaufbahn oder nur ein Fünftel der Entfernung zum Mond.
Die Orbitalbewegung ist in der Tat sehr schnell - über 1.000 km / s, und der hellere Stern dreht anscheinend immer dieselbe Hemisphäre in Richtung seines Begleiters, genau wie der Mond in seiner Umlaufbahn um die Erde. Somit macht dieser Stern in nur 5 Minuten auch eine volle Umdrehung um seine Achse, d. H. Sein "Tag" ist genau so lang wie sein "Jahr".
Die Entdeckung von RX J0806.3 + 1527
Das sichtbare Licht dieses ungewöhnlichen Systems ist sehr schwach, strahlt jedoch vergleichsweise starke Röntgenstrahlen aus. Aufgrund dieser Emission wurde es 1994 vom deutschen ROSAT-Weltraumobservatorium erstmals als himmlische Röntgenquelle unbekannten Ursprungs nachgewiesen. Später stellte sich heraus, dass es sich um eine periodisch variable Quelle handelt [2]. Einmal alle 5 Minuten verschwindet die Röntgenstrahlung für einige Minuten. Es wurde kürzlich vom NASA Chandra Observatorium genauer untersucht.
Die Position der Röntgenquelle am Himmel wurde mit ausreichender Genauigkeit lokalisiert, um ein sehr schwaches Objekt mit sichtbarem Licht in derselben Richtung zu erkennen, das über eine Million Mal schwächer ist als der schwächste Stern, der mit bloßem Auge gesehen werden kann (V- Größe 21,1). Follow-up-Beobachtungen wurden mit mehreren Weltklasse-Teleskopen durchgeführt, darunter dem ESO Very Large Telescope (VLT) am Paranal Observatory in Chile und dem Telescopio Nazionale Galileo (TNG), dem italienischen 4-m-Observatorium am Roche de Muchachos Observatorium auf La Palma auf den Kanarischen Inseln.
Die Art des RX J0806.3 + 1527
Die Beobachtungen im sichtbaren Licht zeigten ebenfalls den gleichen Effekt: RX J0806.3 + 1527 wurde alle 5 Minuten dunkler, während keine andere periodische Modulation beobachtet wurde. Durch Beobachtung des Spektrums dieses schwachen Objekts mit dem Multimode-Instrument FORS1 am 8,2-m-VLT-ANTU-Teleskop konnten die Astronomen die Zusammensetzung von RX J0806.3 + 1527 bestimmen. Es wurde gefunden, dass es große Mengen an Helium enthielt; Dies ist anders als bei den meisten anderen Sternen, die hauptsächlich aus Wasserstoff bestehen.
„Am Anfang dachten wir, dass dies nur ein weiteres der üblichen binären Systeme ist, die Röntgenstrahlen aussenden“, sagt Gianluca Israel. „Keiner von uns konnte sich die wahre Natur dieses Objekts vorstellen. Wir haben das Rätsel endlich gelöst, indem wir alle anderen Möglichkeiten einzeln eliminiert haben, während wir immer mehr Daten gesammelt haben. Wie der berühmte Detektiv sagte: Wenn Sie das Unmögliche beseitigt haben, muss alles, was noch so unwahrscheinlich ist, die Wahrheit sein! “.
Die aktuelle Theorie sagt voraus, dass die beiden Sterne, die in diesem engen System durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind, Röntgenstrahlen erzeugen, wenn einer von ihnen als riesiger „Staubsauger“ fungiert und Gas von seinem Begleiter abzieht. Dieser Stern hat während dieses Prozesses bereits einen bedeutenden Teil seiner Masse verloren.
Die einfallende Materie trifft mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des anderen Sterns und der entsprechende Bereich - ein „Hot Spot“ - wird auf etwa 250.000 ° C erhitzt, wodurch Röntgenstrahlen emittiert werden. Diese Strahlung verschwindet für kurze Zeit während jeder Umlaufbahnumdrehung, wenn sich dieser Bereich von der Erde aus gesehen auf der anderen Seite des akkretierenden Sterns befindet.
Eine sehr seltene Klasse von Sternen
Unsere Sonne ist ein normaler Stern mit vergleichsweise geringer Masse und wird sich schließlich zu einem weißen Zwergstern entwickeln. Im Gegensatz zum gewaltsamen Untergang schwererer Sterne bei einer glorreichen Supernova-Explosion ist dies ein vergleichsweise „leiser“ Prozess, bei dem sich der Stern langsam abkühlt und dabei Energie verliert. Es schrumpft, bis es schließlich so klein wie die Erde wird.
Die Sonne ist ein einzelner Stern. Wenn ein solarähnlicher Stern jedoch Mitglied eines binären Systems ist, ist die Entwicklung seiner Komponentensterne komplizierter. Während einer Anfangsphase bewegt sich ein Stern weiter entlang einer Umlaufbahn, die sich tatsächlich innerhalb der äußeren, sehr schwachen atmosphärischen Schichten seines Begleiters befindet. Dann befreit sich das System von dieser Angelegenheit und entwickelt sich zu einem binären System mit zwei umlaufenden weißen Zwergsternen wie RX J0806.3 + 1527.
Systeme, bei denen die Umlaufzeit sehr kurz ist (weniger als 1 Stunde), werden nach dem ersten bekannten Doppelstern dieser seltenen Klasse als AM Canis Venaticorum (AM CVn) -Systeme bezeichnet. Es ist wahrscheinlich, dass sich solche Systeme nach Erreichen einer minimalen Umlaufzeit von einigen Minuten zu längeren Umlaufzeiten entwickeln. Dies zeigt an, dass sich RX J0806.3 + 1527 jetzt ganz am Anfang der „AM CVn-Phase“ befindet.
Gravitationswellen
Mit seiner extrem kurzen Umlaufzeit ist RX J0806.3 + 1527 auch ein Hauptkandidat für die Detektion der schwer fassbaren Gravitationswellen, die von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt werden. Sie wurden nie direkt gemessen, aber ihre Existenz wurde indirekt in binären Neutronensternsystemen nachgewiesen.
Ein geplantes Gravitationswellen-Weltraumexperiment, die Laserinterferometer-Weltraumantenne (LISA) der Europäischen Weltraumorganisation, die in etwa 10 Jahren gestartet wird, wird ausreichend empfindlich sein, um diese Strahlung von RX J0806.3 + 1527 mit einem hohen Wert aufdecken zu können Grad des Vertrauens. Eine solche Beobachtungsleistung würde ein völlig neues Fenster zum Universum öffnen.
Originalquelle: ESO-Pressemitteilung
