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DOPPELSTERNE
Weißer Zwerg lässt System pulsieren
von Stefan Deiters
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28. Juli 2016

Astronomen haben jetzt ein eigentümliches Doppelsternsystem aus einem Roten Zwergstern und einem Weißen Zwerg entdeckt. Der Weiße Zwerg überstreicht seinen Begleiter dabei immer wieder mit einem gebündelten Teilchenstrahl, was für regelmäßige Pulsationen des Gesamtsystems in einem großen Wellenlängenbereich sorgt.

AR Scorpii

So stellt sich ein Künstler das System AR Scorpii vor. Bild: M. Garlick / University of Warwick / ESO   [Großansicht]

Das System AR Scorpii befindet sich im Sternbild Skorpion und ist rund 380 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es war einer Gruppe von Amateurastronomen aus Großbritannien, Belgien und Deutschland im Mai des vergangenen Jahres aufgefallen, weil es ein sehr eigentümliches Verhalten zeigte, das zuvor noch bei keinem anderen System beobachtet worden war. Beobachtungen mit einer ganzen Reihe von Teleskopen, darunter das Very Large Telescope der ESO und das Weltraumteleskop Hubble, haben nun geholfen, das Rätsel um dieses mysteriöse System zu lösen.

AR Scorpii besteht danach aus einem Roten Zwergstern mit etwa einem Drittel der Masse unserer Sonne und einem sich schnell um die eigene Achse drehenden Weißen Zwerg, der etwa die Größe der Erde hat, aber das 200.000-Fache der Erdmasse. Die beiden Objekte umkreisen einander alle 3,6 Stunden.

Weiße Zwerge sind Endphasen in der Entwicklung sonnenähnlicher Sterne. Es handelt sich praktisch um den glühenden Kern einer ausgebrannten Sonne, die zuvor ihre äußeren Hüllen ins All abgestoßen hat und so für kurze Zeit einen Planetarischen Nebel entstehen ließ. Auch unsere Sonne wird einmal als Weißer Zwerg enden, bis dahin sind jedoch noch einige Milliarden Jahre Zeit.

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Ein Doppelsternsystem aus Weißem Zwerg und Rotem Zwergstern wäre noch nicht wirklich etwas Besonderes. In AC Scorpii aber weist der Weiße Zwerg offenbar ein sehr starkes Magnetfeld auf und dreht sich mit hoher Geschwindigkeit um die eigene Achse, so dass Elektronen bis fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Diese senden eine enggebündelte Strahlung aus, ähnlich wie ein Leuchtfeuer, die immer wieder auch den Roten Zwergstern überstreicht. Dadurch erhöht und verringert sich die Helligkeit des Gesamtsystems mit einer Periode von 1,97 Minuten. Diese Pulsationen sind sogar im Radiobereich zu beobachten - eine Premiere bei einem solchen System.

"AR Scorpii wurde vor über 40 Jahren entdeckt, aber seine wahre Natur offenbarte sich erst, als wir 2015 mit den Beobachtungen begonnen haben", so Tom Marsh von der University of Warwick in England, der die Untersuchungen leitete. "Innerhalb weniger Minuten nach Beginn der Beobachtungen war uns klar, dass wir hier etwas sehr Ungewöhnliches vor uns haben."

Die Eigenschaften des Systems stellen die Astronomen noch immer vor ein Rätsel: Die Strahlung über einen so großen Frequenzbereich lässt sich durch Elektronen erklären, die im Magnetfeld des rotierenden Weißen Zwergs beschleunigt werden. Woher aber die Elektronen stammen, wissen die Forscher noch nicht - sie könnten sowohl mit dem Weißen Zwerg in Verbindung stehen oder aber mit seinem kühleren Begleiter.

AR Scorpii wurde erstmals in den 1970er Jahren beobachtet. Lange hatte man das System irrtümlich als veränderlichen Einzelstern mit einer Periode von 3,6 Stunden klassifiziert. Erst die gemeinsamen Beobachtungen von Amateurastronomen und professionellen Astronomen brachten jetzt die wahre Natur des Systems ans Licht. Ein ähnliches Pulsationsverhalten kannte man zuvor nur von Neutronensternen, die noch deutlich kompakter sind als Weiße Zwerge.

"Wir kennen pulsierende Neutronensterne seit fast 50 Jahren", so Boris Gänsicke von der University of Warwick. "Einige Theorien hatten auch vorhergesagt, dass Weiße Zwergsterne ein ähnliches Verhalten zeigen können. Es ist toll, dass wir nun so ein System entdeckt haben und es ist ein hervorragendes Beispiel für die Zusammenarbeit von Amateuren und Wissenschaftlern."

Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in einem Fachartikel, der heute in der Zeitschrift Nature erschienen ist.

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siehe auch
Mira: Wunderbare Einsicht in Doppelsternsystem - 4. Mai 2005
Links im WWW
Preprint des Fachartikels (pdf-Download von eso.org)
ESO
spacetelescope.org, Hubble-Seite der ESA
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