14.07.2021

Absehbares Ende eines Sternenpaars

Zu Träne verformter Zwergstern füttert Partnerstern, was zu einer Supernova führen wird.

Astronomen ist die seltene Sichtung zweier Sterne gelungen, die spiralförmig ihrem Ende zusteuern, indem sie die verräterischen Zeichen eines tränen­förmigen Sterns bemerkten. Die Forschungs­ergebnisse, die von einem internationalen Team unter Beteiligung der Universität Potsdam gefunden wurden, bestätigen, dass sich die beiden Sterne im frühen Stadium einer Spirale befinden, die wahrscheinlich in einer Supernova vom Typ Ia enden wird. Dieser Supernova-Typ hilft den Astronomen zu bestimmen, wie schnell das Universum expandiert. Hauptautorin Ingrid Pelisoli, die heute an der Universität Warwick forscht, war während der Arbeit an der aktuellen Veröffentlichung bei Stephan Geier am Institut für Physik und Astronomie der Universität Potsdam tätig.

 

Abb.: Künstlerische Darstellung des HD265435 Systems in dreißig Millionen...
Abb.: Künstlerische Darstellung des HD265435 Systems in dreißig Millionen Jahren, mit dem kleineren weißen Zwergstern, der den heißen Unterzwergstern zu einer Tränenform verzerrt. (Bild: U. Warwick / M. Garlick)

Das internationale Team von Astronomen und Astrophysikern unter Leitung der University of Warwick entdeckte ein seltenes Doppel­sternsystem, das auf eine Supernova zusteuert. Die tragische Tropfenform des Systems wird durch einen massereichen weißen Zwerg in der Nähe verursacht, der den anderen Stern mit seiner intensiven Schwerkraft verzerrt, was auch der Katalysator für eine eventuelle Supernova sein wird. Das Sternsystem gehört damit zu den wenigen bereits entdeckten, in denen eines Tages ein weißer Zwergstern seinen Kern wieder entzünden wird.

Das Doppelsternsystem HD265435 befindet sich in etwa 1500 Lichtjahren Entfernung und besteht aus einem heißen Unter­zwergstern und einem weißen Zwergstern, die sich in etwa 100 Minuten eng umkreisen. Weiße Zwerge sind tote Sterne, die ihren gesamten Brennstoff verbrannt haben und in sich zusammen­gefallen sind, was sie klein und extrem dicht macht. Man geht davon aus, dass eine Supernova vom Typ Ia entsteht, wenn der Kern eines weißen Zwergsterns wieder aufflammt und eine thermonukleare Explosion auslöst.

Es gibt zwei Szenarien, in denen dies geschehen kann. Im ersten Fall gewinnt der weiße Zwerg genug Masse, um das 1,4-Fache der Sonnenmasse zu erreichen, was als Chandrasekhar-Limit bekannt ist. HD265434 passt in das zweite Szenario, bei dem die Gesamt­masse eines Sternsystems aus mehreren Sternen nahe oder über dieser Grenze liegt. Bisher wurden nur wenige andere Stern­systeme entdeckt, die diesen Grenzwert erreichen und zu einer Supernova vom Typ Ia führen werden.

Hauptautorin Ingrid Pelisoli von der University of Warwick, Fachbereich Physik erklärt: „Wir wissen nicht genau, wie diese Supernovae explodieren, aber wir wissen, dass es geschehen muss, weil wir sehen, dass es anderswo im Universum passiert. Eine Möglichkeit ist, dass der weiße Zwerg genug Masse aus dem Heißen Unterzwerg akkumuliert. Während die beiden einander umkreisen und sich annähern, beginnt Materie aus dem heißen Unterzwerg zu entweichen und auf den weißen Zwerg überzugehen. Eine andere Möglichkeit ist, dass sie Energie durch Gravitations­wellen­emissionen verlieren und sich dadurch näher kommen, bis sie verschmelzen. Sobald der weiße Zwerg bei beiden Methoden genug Masse gewinnt, wird er zur Supernova.“

Von 2018 bis 2020 war die Astrophysikerin Ingrid Pelisoli an der Universität Potsdam in der Arbeitsgruppe von Stephan Geier tätig. Auch er freut sich über die gelungene Beobachtung: „Die charakteristische Tränenform dieses Doppelstern­systems führt zu einer ebenso typischen Variation seiner Helligkeit. Diese Variation ist allerdings meist so klein, dass sie mit boden­gebundenen Teleskopen nur schwer aufzuspüren ist. Die deutlich bessere Sensitivität des TESS-Weltraum­teleskops ermöglichte uns diese Entdeckung.“ Ihre Forschung wurde von der Deutschen Forschungs­gemeinschaft (DFG) und dem Science and Technology Facilities Council (UK) gefördert.

U. Potsdam / DE

 

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