Die Illustration eines Künstlers zeigt einen Weißen Zwerg und einen größeren, sonnenähnlichen Stern, die ein „katastrophales“ Doppelsystem bilden. (M. Weiss, Zentrum für Astrophysik, Harvard und Smithsonian über Reuters)
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WASHINGTON – Im Gegensatz zur einsamen Sonne stehen etwa die Hälfte der Sterne in unserer Milchstraße in einer langfristigen festen Beziehung zu einem anderen Stern und umkreisen sich gegenseitig in einer himmlischen Ehe, die als Binärsystem bezeichnet wird.
Forscher beschrieben diese Woche eine dieser Ehen, die schief gelaufen sind – ein Zweier, der ans Extrem grenzt, wobei das Paar alle 51 Minuten in der schnellsten Umlaufperiode dieser Art, die für eine seltene Klasse von Doppelsternen bekannt ist, umeinander wirbelt. Als Teil des Dramas frisst ein Stern seinen Begleiter.
Die beiden Sterne befinden sich etwa 3.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbildes Herkules. Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, 5,9 Billionen Meilen.
Das System gehört zu einer Klasse von Doppelsternen, die als „katastrophale Veränderliche“ bekannt sind, in denen ein unserer Sonne ähnlicher Stern in der Nähe eines sogenannten Weißen Zwergs kreist, im Grunde ein heißer und kompakter Kern eines ausgebrannten Sterns. Variabel bedeutet nur, dass ihre kombinierte Helligkeit von der Erde aus gesehen im Laufe der Zeit variiert. Kataklysmisch bezieht sich auf die Tatsache, dass sich diese Leuchtkraft dramatisch ändert – in einigen Fällen um den Faktor 10.000 oder mehr.
Über Millionen von Jahren hat sich der Abstand zwischen diesen beiden Sternen so weit verringert, dass sie jetzt näher beieinander liegen als der Mond zur Erde.
„Stellen Sie sich vor, der Mond würde zehnmal pro Nacht über den Himmel flitzen. Das ist die Art von Geschwindigkeit, über die wir sprechen“, sagte der Astrophysiker des Massachusetts Institute of Technology, Kevin Burdge, Hauptautor der Studie, die diese Woche in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde.
Ihre Nähe bedeutet jedoch nicht, dass sie nett zueinander sind – der Weiße Zwerg entzieht seinem Partner gnadenlos Material.
Dieser größere Stern hat etwa die gleiche Temperatur wie die Sonne, wurde aber auf nur etwa 10 % des Sonnendurchmessers reduziert – wodurch er etwa die Größe von Jupiter, dem größten Planeten unseres Sonnensystems, hat. Der Weiße Zwerg hat eine Masse von etwa 56 % unserer Sonne, ist aber dicht gepackt, mit einem Durchmesser von etwa dem 1,5-fachen des Erddurchmessers.
„Es ist ein altes Sternenpaar, bei dem einer der beiden weitergezogen ist – wenn Sterne an Altersschwäche sterben, werden sie zu Weißen Zwergen –, aber dann begann dieser Überrest, seinen Begleiter zu fressen“, sagte Burdge.
„Im Grunde waren sie 8 Milliarden Jahre lang in einer binären Umlaufbahn miteinander verbunden. Und jetzt, kurz bevor der zweite seinen stellaren Lebenszyklus beenden und zu einem Weißen Zwerg werden könnte, wie es Sterne normalerweise tun – indem er sich zu einer Art Stern entwickelt Roter Riese genannt – der übrig gebliebene Überrest des Weißen Zwergs des ersten Sterns unterbrach das Ende des Lebenszyklus des Begleiters und begann ihn langsam zu verzehren“, sagte Burdge.
Die Forscher verwendeten Daten vom Palomar Observatory in Kalifornien und von Teleskopen auf Hawaii und den Kanarischen Inseln.
Die meisten Sterne bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff mit geringeren Mengen an Helium und anderen Elementen. Der größere der beiden Sterne in diesem Binärsystem – der bereits alt wird – ist ungewöhnlich reich an Helium, nicht nur, weil sein Begleiter Wasserstoff aus seinen äußeren Schichten genascht hat, sondern weil er durch den langsamen Verschmelzungsprozess viel von diesem Element in seinem Kern hat Wasserstoffatome in Helium in seinem thermonuklearen Kessel.
Dieses binäre System hellt sich periodisch auf und verblasst teilweise, weil der größere Stern durch die Gravitationskraft des Weißen Zwergs physisch in eine Tropfenform und nicht in eine Kugelform verformt wird.
Es gibt mehr als tausend bekannte katastrophale Variablen, obwohl nur ein Dutzend Umlaufzeiten unter 75 Minuten haben. Während die 51 Minuten dieses Binärsystems schnell sind, ist es kein Rekord im Vergleich zu anderen Klassen von Binärdateien. Die schnellste bekannte Umlaufzeit unter Doppelsternen beträgt nur 5 Minuten und 21 Sekunden, wobei sich zwei Weiße Zwerge gegenseitig umkreisen.
„Im Weltraum passieren tonnenweise wilde Dinge“, sagte Burdge.