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SIMULATIONEN
Wie weite Doppelsterne entstehen
von Stefan Deiters
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11. Dezember 2012

In manchen Doppelsternsystemen sind die Partner bis zu einem Lichtjahr voneinander entfernt. Wie solche Systeme entstehen, ist den Astronomen allerdings noch nicht wirklich klar. Computersimulationen zeigen nun aber eine Möglichkeit, wie sich weite Doppelsterne bilden könnten - und dies mit überaus interessanten Konsequenzen.

Dreifachsystem

Astronomen könnten jetzt eine Erklärung für die Entstehung von weiten Doppelsternsystemen gefunden haben. Bild: Karen Teramura (UH Institute for Astronomy) / Wei-Hao Wang (Hintergrund).

Unsere Sonne ist ein Einzelstern und damit, so haben die Astronomen inzwischen gelernt, in unserer Milchstraße eher die Ausnahme als die Regel. Bei den meisten Sternen handelt es sich um Doppelsternsysteme, also um zwei Sonnen, die einander in einem bestimmten Abstand umkreisen. In manchen Systemen ist der Abstand so gering, dass es sogar zu einem Übertrag von Masse zwischen den beiden Sternen kommen kann, andere Doppelsternpartner sind hingegen bis zu einem Lichtjahr voneinander entfernt.

Wie diese sehr weiten Doppelsterne entstehen können, ist den Wissenschaftlern bislang nicht vollständig klar: Die typischen Kerne von Wolken, aus denen sich Sterne bilden, scheinen nämlich nicht groß genug zu sein, um die Geburt so weit voneinander entfernter Sterne erklären zu können.

Um etwas Licht in die Entstehung von weiten Doppelsternen zu bringen, haben Dr. Bo Reipurth vom Institute for Astronomy der Univerisity of Hawaii und Dr. Seppo Mikkola vom Tuorla Observatorium der Universität im finnischen Turku nun mit Computersimulationen die Entwicklung von Mehrfachsystemen untersucht. Sie stießen dabei auf einen Mechanismus, der die Entstehung von weiten Doppelsternsystemen erklären könnte und zudem noch eine interessante Schlussfolgerung erlaubt.

Die meisten Sterne entstehen in kleinen kompakten Mehrfachsystemen aus zwei, drei oder mehr Sternen im dichten Zentrum einer Gaswolke. Sobald mehr als zwei Sterne entstanden sind, kommt es zu einem chaotischen Tanz der einzelnen Sonnen umeinander. Durch das gravitative Wechselspiel wird der leichteste Stern oft in die äußeren Regionen der Wolke katapultiert und kommt auf seiner langen Bahn dann erst nach beträchtlicher Zeit wieder ins Zentrum zurück.

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Die im Zentrum verbliebenen Sterne wachsen durch das dort noch vorhandene Material weiter. Irgendwann kann es dann passieren, dass der "Junior" des Systems im Zentrum einen so starken Kick erhält, dass er für immer aus dem System geschleudert wird. In den Fällen, in denen dieser Kick nicht groß genug war, kann er nicht ganz entkommen und umkreist seinen Geburtsort stattdessen auf einer weiten Bahn.

Dieses Simulationsergebnis bedeutet, dass es sich bei weiten Doppelsternsystemen also eigentlich um Dreifachsysteme handeln sollte. Und in der Tat hat man bei Beobachtungen oft festgestellt, dass einer der beiden Partner in weiten Doppelsternsystemen in Wirklichkeit selbst ein enges Doppelsternsystem ist. Doch wie entstehen dann die weiten Doppelsternsysteme, bei denen man tatsächlich keinen dritten Stern entdecken konnte? Entweder gibt es noch einen zweiten Entstehungsmechanismus oder irgendetwas ist mit einem der beiden Sterne passiert, die zuvor noch Partner in dem engen Doppelsternsystem waren.

"Was passiert sein könnte ist, dass die Sterne des engen Doppelsternsystems zu einem einzelnen größeren Stern verschmolzen sind", vermutet Reipurth. "Dazu kann es kommen, wenn sich im Zentrum der Wolke noch ausreichend Gas befindet, das die Bewegung der Sterne bremst. Sie verlieren dann ständig Energie und spiralen aufeinander zu. Manchmal gibt es so viel Gas im Zentrum, dass die Sterne sogar miteinander kollidieren und in einer spektakulären Explosion verschmelzen."

Das nächstgelegene Dreifachsystem mit einem engen Doppelstern liegt unmittelbar vor unserer Haustür: Bei Alpha Centauri, dem sonnennächsten Stern, handelt es sich um einen engen Doppelstern. Das System wird zudem noch in einem Abstand von etwa einem Viertel Lichtjahr von Proxima Centauri umkreist. Vor einigen Milliarden Jahre dürften alle drei Sterne in unmittelbarer Nähe zueinander geboren worden sein, bis Proxima Centauri dann durch irgendein Ereignis in einen weiten Orbit gekickt wurde, auf dem der Stern noch heute kreist.

Die Astronomen berichten über die Resultate ihrer Untersuchung in einem Artikel in der Fachzeitschrift Nature.

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siehe auch
HARPS: Planet um Alpha Centauri B entdeckt - 17. Oktober 2012
Massereiche Sterne: Das turbulente Leben der Riesensonnen - 27. Juli 2012
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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