Astronomen haben einen „schlankeren“ Roten Riesen entdeckt, von dem sie glauben, dass seine Masse von einem benachbarten Stern weggesaugt wird.
Experten hatten die Existenz solcher Objekte vorhergesagt, aber dies ist der erste Beweis für das Phänomen.
Die Forscher der University of Sydney fanden nicht nur einen, sondern 40 schlankere rote Riesen, die in einem „Meer normaler“ versteckt waren.
Sie sagten, die Entdeckung sei ein wichtiger Schritt, um das Leben der Sterne in der Milchstraße zu verstehen.
Astronomen haben einen „schlankeren“ Roten Riesen entdeckt, von dem sie glauben, dass seine Masse von einem benachbarten Stern weggesaugt wird. In dem Doppelsternsystem namens Mira überträgt ein roter Riesenstern Masse auf einen weißen Zwerg (abgebildet in einer künstlerischen Darstellung)
“Es ist, als würde man Waldo finden”, sagte Hauptautor Yaguang Li, ein Doktorand von der University of Sydney.
„Wir hatten großes Glück, etwa 40 schlankere Rote Riesen zu finden, die in einem Meer aus normalen Riesen versteckt waren. Die schlankeren Roten Riesen sind entweder kleiner oder weniger massiv als normale Rote Riesen.“
In unserer Galaxie gibt es Millionen von kühlen und leuchtenden „roten Riesen“ – was unsere Sonne in vier Milliarden Jahren sein wird.
Aber die schlankeren haben einen dramatischen Gewichtsverlust erlitten, was nach Ansicht von Wissenschaftlern möglicherweise auf die Anwesenheit eines gierigen Nachbarn zurückzuführen ist.
Die meisten Sterne am Himmel befinden sich in binären Systemen – zwei Sterne, die gravitativ aneinander gebunden sind.
Wenn sich die Sterne in engen Doppelsternen ausdehnen, wie es Sterne tun, wenn sie altern, kann etwas Material die Gravitationssphäre ihres Begleiters erreichen und weggesaugt werden.
„Bei relativ kleinen Roten Riesen denken wir, dass möglicherweise ein Begleiter vorhanden sein könnte“, sagte Herr Li.
Das Team analysierte Archivdaten des Kepler-Weltraumteleskops der NASA.
Von 2009 bis 2013 zeichnete das Teleskop kontinuierlich Helligkeitsschwankungen an Zehntausenden von Roten Riesen auf.
Unter Verwendung dieses unglaublich genauen und großen Datensatzes führte das Team eine gründliche Zählung dieser Sternpopulation durch und lieferte die Grundlage für das Erkennen von Ausreißern.
Zwei Arten von ungewöhnlichen Sternen wurden entdeckt: Rote Riesen mit sehr geringer Masse und schwach leuchtende (dunklere) Rote Riesen.
Die sehr massearmen Sterne wiegen nur 0,5 bis 0,7 Sonnenmassen – etwa die Hälfte des Gewichts unserer Sonne.
Wenn die sehr massearmen Sterne nicht plötzlich an Gewicht verloren hätten, würde ihre Masse darauf hindeuten, dass sie älter als das Alter des Universums sind, was unmöglich ist.
„Als wir also zum ersten Mal die Massen dieser Sterne ermittelten, dachten wir, dass etwas mit der Messung nicht stimmt“, sagte Herr Li. “Aber es stellte sich heraus, dass es keine gab.”
Die unterleuchtenden Sterne hingegen haben normale Massen, die zwischen 0,8 und 2,0 Sonnenmassen liegen.
“Allerdings sind sie viel weniger “riesig”, als wir erwarten”, sagte der Co-Autor der Studie, Dr. Simon Murphy, von der University of Southern Queensland.
“Sie sind etwas abgespeckt und weil sie kleiner sind, sind sie auch schwächer, daher “unterleuchtend” im Vergleich zu normalen Roten Riesen.”
Es wurden nur sieben solcher schwach leuchtenden Sterne gefunden, und die Autoren vermuten, dass sich noch viele weitere in der Probe verstecken.
“Das Problem ist, dass die meisten von ihnen sehr gut darin sind, sich einzufügen. Es war eine echte Schatzsuche, sie zu finden”, sagte Dr. Murphy.
Diese ungewöhnlichen Datenpunkte konnten nicht durch einfache Erwartungen an die Sternentwicklung erklärt werden.
Rote Riesen, wie diese mit dem Hubble-Teleskop aufgenommene, entstehen, wenn ein Stern Wasserstoff in Helium umwandelt, um Licht und andere Strahlung zu erzeugen. Mit der Zeit sinkt das schwerere Helium in die Mitte des Sterns und bildet eine Hülle aus Wasserstoff um den Heliumkern
Dies führte die Forscher zu dem Schluss, dass ein anderer Mechanismus am Werk sein muss, der diese Sterne zu einem dramatischen Gewichtsverlust zwingt: Massenraub durch nahe Sterne.
Die Forscher stützten sich auf die Asteroseismologie – die Untersuchung der Sternschwingungen – um die Eigenschaften der Roten Riesen zu bestimmen.
Herkömmliche Methoden zur Untersuchung eines Sterns beschränken sich auf seine Oberflächeneigenschaften, beispielsweise Oberflächentemperatur und Leuchtkraft.
Dagegen geht die Asteroseismologie, die Schallwellen nutzt, darunter.
“Die Wellen dringen in das Innere des Sterns ein und geben uns reichhaltige Informationen über eine andere Dimension”, sagte Herr Li.
Mit dieser Methode konnten die Forscher Entwicklungsstadien, Massen und Größen von Sternen genau bestimmen.
Und als sie sich die Verteilungen dieser Eigenschaften ansahen, fiel sofort etwas Ungewöhnliches auf: Einige Sterne haben winzige Massen oder Größen.
“Es ist höchst ungewöhnlich, dass ein Doktorand eine so wichtige Entdeckung macht”, sagte Professor Tim Bedding, der wissenschaftliche Betreuer von Herrn Li.
“Durch das sorgfältige Sichten der Daten des Kepler-Weltraumteleskops der NASA entdeckte Yaguang etwas, das alle anderen übersehen hatten.”
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.