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CHANDRA
Doppelsterne in Kugelsternhaufen entstehen anders
von Stefan Deiters
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1. August 2003

Mit Hilfe des NASA-Röntgenteleskop Chandra hat eine Team von Astronomen die Vermutung bestätigt, dass im dichten Zentrum von Kugelsternhaufen durch äußerst enge Begegnungen von Einzelsternen neue Röntgen-Doppelsternsysteme entstehen können. Diese Doppelsterne haben damit eine andere Entstehungsgeschichte als ihre "Verwandten" außerhalb von Kugelsternhaufen und dürften auf die Entwicklung des Haufens entscheidenden Einfluss haben.

NGC 6266

Chandra-Aufnahme des Kugelsternhaufens NGC 6266. Bei vielen der punktförmigen Quellen handelt es sich um Doppelstern-Systeme. Foto: NASA / CXC / MIT / D.Pooley et al.

Das Wissenschaftlerteam, angeführt von David Pooley vom Massachusetts Institute of Technology im amerikanischen Cambridge, hat sich bei ihrer Untersuchung das enorme Auflösungsvermögen des Weltraumteleskops Chandra zu Nutze gemacht, um in insgesamt zwölf Kugelsternhaufen die genaue Lage der Röntgenquellen zu lokalisieren. Bei den meisten dieser Objekte handelt es sich um Doppelsternsysteme, die aus einem Sternenrest, wie einem Neutronenstern oder einem Weißen Zwerg, bestehen, der von einem normalen Stern Materie abzieht.

"Wir konnten bestimmen, dass die Anzahl der Röntgen-Doppelsterne eng mit der Anzahl von dichten Begegnungen von Sternen in einem Haufen korreliert ist", erläutert Pooley. "Unsere Schlussfolgerung daraus ist, dass sich die Doppelsterne als Folge dieser engen Begegnungen bilden." Eine weitere Studie von Craig Heinke vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hat diese Schlussfolgerung bestätigt und konnte zudem zeigen, dass rund zehn Prozent der Doppelstern-Systeme Neutronensterne als einen Partner enthielten.

Kugelsternhaufen sind gewaltige Ansammlungen von 100.000 bis zu einer Million Sterne, die durch ihre gegenseitige Anziehungskraft zusammengehalten werden. Sie haben nur einen Durchmesser von vielleicht 100 Lichtjahren. Der der Sonne am nächsten gelegene Stern, Alpha Centauri, ist schon 4,2 Lichtjahre entfernt. Bei dieser extremen Dichte von Sternen ist es nur zu verständlich, dass sich Sterne einmal sehr nahe kommen. Obwohl regelrechte Kollisionen nur sehr selten sind, beeinflussen diese engen Begegnungen die Bahn der beteiligten Sterne: Doppelstern-Systeme können entstehen, oder schon existierende Doppelstern-Systeme tauschen ihre Partner.

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Schon frühe Beobachtungen mit dem NASA-Röntgensatellit Uhuru hatten zu dem Schluss geführt, dass Röntgen-Doppelsterne in Kugelsternhaufen deutlich häufiger zu finden sind als an anderen Orten in unserer Galaxis. Durch die nun veröffentlichten Forschungen bestätigt sich der Verdacht, dass die Bildung dieser Systeme durch die "Enge" in den Sternhaufen begünstigt wird. Zwei Prozesse spielen dabei eine besondere Rolle: Entweder trifft ein einzelner Neutronenstern auf ein Paar normaler Sterne und zwingt durch seine hohe Gravitationskraft den schwereren der beiden Sterne zu einem Partnerwechsel. Der leichtere Partner wird dabei weggeschleudert. Oder aber ein Neutronenstern zwingt bei einer engen Begegnung einen Einzelstern zur Bildung eines Doppelsternsystems. Auch hierbei spielt die große Gravitationskraft des Neutronensterns eine Rolle.

"Die neuen Daten helfen nicht nur, dieses lange bestehende Mysterium über Röntgen-Doppelsterne in Kugelsternhaufen zu lösen, sie liefern auch ein tieferes Verständnis über die Entwicklung von Kugelsternhaufen", so Heinke. "So könnte beispielsweise die Energie, die bei der Bildung eines Doppelstern-Systems frei wird, helfen, einen Kollaps des inneren Bereichs des Haufens zu einem Schwarzen Loch zu verhindern."

Links im WWW
Chandra, Seite an der Harvard Universität
Chandra, Seite der NASA
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