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V471 TAURI
Der verschwundene Braune Zwerg
von Stefan Deiters
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18. Februar 2015

Astronomen waren sich eigentlich sicher: Um das Doppelsternsystem V471 Tauri muss ein Brauner Zwerg kreisen, denn nur dadurch würden sich bestimmte Beobachtungen erklären lassen. Mit dem neuen Instrument SPHERE am Very Large Telescope wurde nun nach dem Objekt gesucht. Trotz exzellenter Daten fand man jedoch von dem Braunen Zwerg keine Spur.

SPHERE

Das Instrument SPHERE montiert am dritten Teleskop des VLT. Das Instrument befindet sich in dem schwarzen Kasten. Foto: ESO / J. Girard [Großansicht]

Das System V471 Tauri bestand ursprünglich einmal aus zwei ganz normalen Sternen mit leicht unterschiedlicher Masse. Da sich Sterne mit größerer Masse schneller entwickeln als masseärmere Sonnen, blähte sich der massereichere Partner irgendwann zu einem roten Riesenstern auf. Dabei strömte dann Materie aus der Hülle des Riesensterns auf den anderen Stern über und es bildete sich schließlich eine Gashülle um beiden Sterne.

Der Rote Riese entwickelte sich zum Weißen Zwergstern, die Hülle löste sich wieder auf und beide Sterne umkreisten sich nun in deutlich geringerem Abstand - etwa alle zwölf Stunden einmal. Zwei Mal während jeder gegenseitigen Umrundung scheinen sie sich dabei zu verdecken, was zu regelmäßigen Helligkeitsschwankungen führt, wenn man das System von der Erde aus beobachtet.

V471 Tauri ist Teil des Hyaden-Sternhaufen und liegt rund 163 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Stier. Mit dem ULTRACAM-System des New Technology Telescope der ESO in La Silla haben Astronomen diese Helligkeitsschwankungen äußert präzise vermessen. Der Zeitpunkt der vermuteten gegenseitigen Verdeckungen konnte dabei auf zwei Sekunden genau bestimmt werden. Diese erwiesen sich allerdings als nicht so regelmäßig wie eigentlich erwartet worden war.

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Doch eine Erklärung dafür war schnell gefunden: Der gravitative Einfluss eines nicht sichtbaren lichtschwachen Objekts, eines Braunen Zwergs, stört die Bahnen der beiden Sterne. Die Forscher glaubten sogar Hinweise dafür zu haben, dass es außer dem Braunen Zwerg noch einen zweiten kleinen Begleiter in dem System gibt. Braune Zwerge sind stellare Objekte, die über nicht ausreichend Masse verfügen, um die nuklearen Prozesse in ihrem Inneren dauerhaft zu zünden.

Bislang verfügten Astronomen nicht über die Möglichkeit, den sicher vermuteten Braunen Zwerg auch tatsächlich abzubilden, da sich dieser einfach in zu großer Nähe zu einem vergleichsweise hellen Stern befand. Mithilfe des neuen Instruments Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) am Very Large Telescope der ESO sollte dies aber nun möglich sein.

Gespannt suchten die Astronomen also mit SPHERE nach dem Braunen Zwerg - und fanden nichts. Und dies, obwohl die Qualität der SPHERE-Beobachtungen ausgezeichnet war und ein Objekt, wie es um V471 Tauri vermutet wurde, ohne weiteres hätte erkennbar sein müssen. "Es gibt zahlreiche Veröffentlichungen, die besagen, dass es solche Objekte um enge Doppelsternsysteme geben sollte, doch diese Ergebnisse liefern ein vernichtenden Beweis gegen diese These", urteilt Adam Hardy von der Universidad Valparaíso in Chile.

Wenn es den Braunen Zwerg allerdings nicht gibt, muss eine andere Erklärung für die Unregelmäßigkeiten beim Umlauf der beiden Sterne oder für die beobachteten Helligkeitsschwankungen her. Eine Möglichkeit wäre etwa, dass bestimmte Variationen im Magnetfeld des größeren der beiden Sterne für die Variationen in der Helligkeit verantwortlich sind.

"Schon seit Jahren hätte man eine solche Untersuchung machen müssen", so Hardy, "doch ist sie erst durch neue leistungsfähige Instrumente wie SPHERE möglich geworden. So funktioniert halt Wissenschaft: Beobachtungen mit neuen Technologien können bisherige Theorien entweder bestätigten oder - wie in diesem Fall - widerlegen. Das ist ein guter Start für den Beobachtungsbetrieb mit diesem tollen Instrument."

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem heute erschienenen Fachartikel in der Zeitschrift Astrophysical Journal Letters.

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siehe auch
VLT: First Light für neue Exoplaneten-Kamera - 4. Juni 2014
Links im WWW
Preprint des Fachartikels (pdf-Download von eso.org)
ESO
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