Unmögliche Doppelsterne im Viererpack

  • 10. July 2012

Infrarotteleskop entdeckt Paare von Roten Zwergen, die sich in weniger als vier Stunden umkreisen.

Gleich vier Doppelsternsysteme mit Umlaufzeiten unter vier Stunden konnten Astronomen bei einer großflächigen Kartierung der Milchstraße auffinden. Ein Sternenpaar ist offenbar besonders eng gebunden und hat eine Periode von gerade einmal zweieinhalb Stunden, berichten die Forscher in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bei sonnenähnlichen Sternen hatte man bislang keine Umlaufzeiten von weniger als fünfeinhalb Stunden beobachtet. Die Entdeckung eines Teams von Astronomen mit dem United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT) auf Hawaii wirft deshalb überraschende Fragen zur Entstehung und Dynamik von Doppelsternsystemen aus Roten Zwergen auf.

sich eng umkreisende Rote Zwerge

Abb.: Die beiden sich eng umkreisenden Roten Zwerge kommen auf eine Umlaufzeit von weniger als drei Stunden - eigentlich unmöglich. (Bild: J. Pinfield, RoPACS network)

Rote Zwerge machen mit einem Anteil von 70 Prozent zwar die größte Menge an Sternen in Galaxien aus, sind aber aufgrund ihrer geringen Leuchtkraft nicht so gut erforscht wie andere Hauptreihensterne. Sie besitzen nur rund ein Zehntel des Durchmessers und ungefähr ein Tausendstel der Leuchtkraft sonnenähnlicher Sterne. Da sie mit einer Oberflächentemperatur von rund 3000 Kelvin auch nur halb so heiß sind wie unsere Sonne, leuchten sie hauptsächlich im Infraroten.

Sterne in Doppelsternsystemen entstehen in einiger Entfernung voneinander und wandern dann näher zusammen. Sie können nicht zu nahe beieinander entstehen, da sie sonst schon kurze Zeit später zu einem einzigen Stern verschmelzen würden. Denn Sterne sind kurz nach ihrer Geburt noch größer und schrumpfen in der Folgezeit. Bei ihrem Umlauf werden Sternenpaare dann durch magnetische Winde gebremst. Allerdings hatten bisherige Beobachtungen darauf schließen lassen, dass dieser Prozess so langsam ist, dass praktisch keine extrem kurzen Umlaufzeiten vorkommen können.

„Wir waren völlig überrascht, Doppelsternsysteme aus Roten Zwergen mit Umlaufzeiten von deutlich unter fünf Stunden zu sehen, was dem üblicherweise beobachteten Grenzwert für größere Sterne wie unsere Sonne entspricht“, so Erstautor Bas Nefs vom Observatorium Leiden. Wie die Wissenschaftler ausführen, müssen deshalb die Modelle zur Entstehung Roter Zwerge ebenso überprüft werden wie die Berechnungen zu ihren magnetischen Eigenschaften.

Mit seinem 3,8-Meter-Spiegel ist das UKIRT auf dem Mauna Kea in Hawaii das weltgrößte rein auf Infrarotmessungen spezialisierte Teleskop; auch wenn es in seinen Leistungsdaten von den vielseitigen neuen Großteleskopen deutlich übertroffen wird. Bei der Kartierung mit der Wide Field Camera untersuchten die Forscher um Bas Nef von der Universität Leiden gut 260.000 Sterne, unter diesen 10.000 Rote Zwerge. Insgesamt konnten sie 25 Doppelsternsysteme mit sehr kurzen Umlaufzeiten ausfindig machen.

Dirk Eidemüller

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