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ZWERGNOVAE
Rätsel um SS Cygni gelöst
von Stefan Deiters
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28. Mai 2013

Das System SS Cygni gehört mit zu den am besten untersuchten veränderlichen Doppelsternsystemen überhaupt und ist sogar Namensgeber einer Untergruppe dieser Sterne, bei denen regelmäßig Helligkeitsausbrüche zu beobachten sind. Doch gerade SS Cygni passte bislang nicht zur Theorie der Astronomen über diese Objekte. Durch neue Beobachtungen konnte dieses Rätsel nun gelöst werden.

SS Cygni

So stellen sich Astronomen das System SS Cygni vor. Bild: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

"Dieses ist eines der bestuntersuchten Systeme seines Typs, doch nach unserem Verständnis, wie die Dinge funktionieren, sollte es keinerlei Ausbrüche zeigen", beschreibt James Miller-Jones vom International Centre for Radio Astronomy Research an der australischen Curtin University das Problem. Allerdings ist eines sicher: Beim dem fraglichen System, SS Cygni im Sternbild Schwan, lassen sich eindeutig eindrucksvolle Helligkeitsausbrüche beobachten und dies seit vielen Jahrzehnten.

SS Cygni besteht aus einem Weißen Zwergstern, also einem ausgebrannten Sternenrest, und einem relativ massearmen roten Zwergstern, der den Weißen Zwerg in geringem Abstand in nur rund 6,6 Stunden umkreist. Durch die Anziehungskraft des Weißen Zwergs wird Material vom Roten Zwerg abgezogen, was sich zunächst in einer rotierende Scheibe um den Weißen Zwerg sammelt und dann auf dessen Oberfläche strömt.

Durchschnittlich alle 49 Tage kommt es bei SS Cygni zu einem gewaltigen Helligkeitsausbruch. Die Astronomen erklären sich diesen Ausbruch durch eine Veränderung der Rate, mit der Material über die Scheibe auf den Weißen Zwerg strömt. Sind die Materiemengen groß genug, die vom roten Zwergstern kommen, bleibt die rotierende Scheibe stabil. Ist die Menge zu klein, kann die Scheibe instabil werden und es zu einem Ausbruch kommen.

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Astronomen nennen solche Systeme "Zwergnovae" und können mit ihrer Theorie alle Objekte dieser Art erklären - mit Ausnahme von SS Cygni. Für dieses System hatte man nämlich durch Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble in den Jahren 1999 und 2004 eine Entfernung von rund 520 Lichtjahren gemessen. "Das war das Problem. Bei dieser Entfernung wäre SS Cygni die hellste Zwergnova am Himmel und es sollte daher immer ausreichend Masse in der Scheibe vorhanden sein, so dass es zu keinen Ausbrüchen kommen kann", erklärt Miller-Jones.

Mithilfe der beiden Radioteleskopverbunde Very Large Baseline Array und European VLBI Network haben die Astronomen daher die Entfernung zu SS Cygni noch einmal nachgemessen. Mit den Radioteleskopen lassen sich die Positionen von Objekten am Himmel äußerst präzise bestimmen. Während der Ausbrüche sendet auch SS Cygni Radiostrahlung aus, so dass die Beobachtungen während eines solchen Ausbruchs einsetzen mussten.

Dazu arbeiteten die Wissenschaftler mit den Amateuren der American Association of Variable Star Observers zusammen, deren Mitglieder bislang noch keinen Ausbruch von SS Cygni seit der Entdeckung des Systems im Jahr 1896 verpasst hatten. So gelang es, die Position des rätselhaften Systems bei Ausbrüchen von 2010 bis 2012 mit den Radioteleskopen zu messen.

Die Entfernung wurde dann mithilfe der Parallaxe bestimmt: Dabei macht man sich die Tatsache zunutze, dass sich das System in Bezug auf noch weiter entfernte Objekte leicht am Himmel verschiebt, wenn man es aus unterschiedlichen Positionen betrachtet - etwa zu verschiedenen Jahreszeiten, wenn die Erde sich auf gegenüberliegenden Abschnitten ihrer Bahn um die Sonne befindet.

Die Messungen ergaben, dass SS Cygni uns deutlich näher ist, als ursprünglich angenommen. Die Entfernung beträgt lediglich 370 Lichtjahre. Das System muss deswegen nicht mehr so hell sein, wie man ursprünglich gedacht hatte, um mit dieser Helligkeit auf der Erde beobachtet werden zu können. "Die neue Entfernungsmessung lässt die Standarderklärung für dieses System wieder zu", so Miller-Jones. Das Rätsel um SS Cygni ist damit gelöst.

Für die fehlerhafte Entfernungsbestimmung durch Hubble könnte es, so die Astronomen, verschiedene Gründe geben: So würden bei den Radiobeobachtungen Objekte außerhalb unserer Milchstraße als Bezugspunkte verwendet, während bei Hubble Objekte in der Milchstraße genutzt wurden. Die extragalaktischen Objekte stellen aber deutlich stabilere Referenzpunkte dar. Außerdem wären die Radiobeobachtungen weniger anfällig für andere mögliche Fehlerquellen. 

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siehe auch
PQ Andromedae: Amateure helfen Hubble-Profis - 31. August 2007
Links im WWW
National Radio Astronomy Observatory
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