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VLT
Der enge Tanz zweier Riesensterne
von Stefan Deiters
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21. Oktober 2015

Mithilfe des Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO haben Astrononen ein extrem massereiches Doppelsternsystem entdeckt, dessen Partner sich so nahe sind, dass sie sich schon berühren. Das Duo dürfte entweder zu einem noch größeren Stern verschmelzen oder zu einem Paar aus Schwarzen Löchern werden.

VFTS 352

So stellt sich ein Künstler das System VFTS 352 in 30 Doradus vor. Bild: ESO / L. Calçada  [Großansicht

Das Doppelsternsystem mit der Bezeichnung VFTS 352 befindet sich in einer Entfernung von rund 160.000 Lichtjahren von der Erde im Tarantelnebel. Diese auch als 30 Doradus bekannte Region ist ein gewaltiges Sternentstehungsgebiet in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie unserer Milchstraße. Bei 30 Doradus handelt es sich sogar um das aktivste Sternentstehungsgebiet im lokalen Universum.

Das stellare Duo VFTS 352 dürfte zu den eigentümlichsten Objekten gehören, die Astronomen bislang in dieser Region aufgespürt haben. Es besteht aus zwei sehr heißen, hellen und massereichen Sternen, die einander in etwas mehr als einem Tag umrunden. Die Mittelpunkte der Sterne sind dabei gerade einmal zwölf Millionen Kilometer voneinander entfernt. Dadurch berühren sich bereits ihre äußeren Hüllen und es hat sich eine Art Brücke zwischen ihnen ausgebildet.

Das System ist mit einer kombinierten Masse von der 57-fachen Masse unserer Sonne nicht nur das massereichste bislang bekannte Objekt dieser Art, es enthält - mit einer Oberflächentemperatur von mehr als 40.000 Grad Celsius - auch die heißesten Komponenten.

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Gewaltige Sterne wie VFTS 352 spielen für die Entwicklung von Galaxien eine wichtige Rolle: Als massereiche Objekte "erbrüten" sie in ihrem Inneren Elemente wie Sauerstoff und blasen diese dann - durch heftige Winde oder während einer Supernova - ins All.

Man kennt Doppelsternsysteme, bei denen einer der Partner deutlich kleiner ist und Material aus der ausgedehnten Hülle des größeren Sterns abzieht. Im Fall von VFTS 352 jedoch sind beide Sterne praktisch gleich groß und es kommt zu keinem signifikanten Materialaustausch zwischen den beiden Partnern des Systems. Vielmehr teilen sie sich einen Teil ihrer Hülle - die Astronomen schätzen diesen Anteil auf etwa 30 Prozent. Die Beobachtung solcher Systeme gelingt nur äußerst selten, da eine solche Entwicklungsphase sehr kurz ist.

Die Nähe der Sterne zueinander sollte zudem für eine verstärkte Durchmischung des Materials in ihrem Inneren sorgen. "VFTS 352 ist das bislang beste bekannte Beispiel für einen heißen und massereichen Doppelstern, der eine solche innere Durchmischung aufweisen könnte", so Leonardo A. Almeida von der Universität im brasilianischen São Paulo. "Schon deshalb ist es eine faszinierende und wichtige Entdeckung."

VFTS 352 dürfte allerdings ein katastrophales Ende bevorstehen - welches genau, wissen die Astronomen jedoch nicht: Entweder könnten die beiden Komponenten zu einem schnell rotierenden und eventuell magnetischen gewaltigen Riesenstern verschmelzen. Dieser würde dann vermutlich irgendwann in einer extrem energiereichen Supernova explodieren und dabei auch einen langen Gammastrahlen-Blitz, einen sogenannten Gamma-ray Burst, aussenden.

Die zweite Möglichkeit ist nicht weniger spektakulär: "Wenn beide Sterne ausreichend gut durchmischt sind, bleiben beide kompakt und es braucht nicht zu einer zu Verschmelzung kommen", erläutert Selma de Mink von der Universität in Amsterdam. "Das würde die Objekte dann auf einen Entwicklungsweg führen, der von den klassischen Sternentwicklungsvorhersagen abweicht. Im Fall von VFTS 352 dürften beide Komponenten als Supernova explodieren und sich dann ein enges Doppelsystem aus zwei Schwarzen Löchern bilden. Dieses System wäre dann eine intensive Quelle von Gravitationswellen."

Wenn man tatsächlich nachweisen könnte, dass der zweite Entwicklungsweg vorkommen kann, wäre das für die stellare Astrophysik ein sehr wichtiger Befund. Aber auch für Wissenschaftler, die sich bemühen, die von Albert Einstein vorhergesagten Gravitationswellen direkt zu beobachten, dürfte dies ein gute Nachricht sein.

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.

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siehe auch
Schwarze Löcher: Schwergewichtiges Paar in M33 - 18. Oktober 2007
Riesensterne: Hat Eta Carinae einen Begleiter? - 28. Oktober 2005
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
ESO
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