Freitag, 20. Februar 2015

Astronomen vermissen einen Braunen Zwerg


Weitwinkelaufnahme der Himmelsregion um den ungewöhnlichen Doppelstern V471 Tauri (Mitte). | Copyright: ESO/Digitized Sky Survey 2

Valparaiso (Chile) - Ungewöhnliche Verhaltensmerkmale legten bislang die Existenz eines Braunen Zwergsterns im Doppelsternsystem V471 Tauri nahe. Neuste Beobachtungen mit dem Instrument "SPHERE" am Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte (ESO) zeigen nun jedoch – dass es diesen erwarteten verhinderten Stern aber gar nicht gibt. Das überraschende Fehlen dieses mit großer Sicherheit vorhergesagten Braunen Zwerges bedeutet, dass die herkömmliche Erklärung für das merkwürdige Verhalten von V471 Tauri falsch sein muss.

Wie die Astronomen um Adam Hardy von der Universidad Valparaiso aktuell im Fachjournal "Astrophysical Journal Letters" berichten werden, handelt es sich um die erste Veröffentlichung überhaupt, die auf Beobachtungen von SPHERE (...wir berichteten) beruht.


"Manche Sternpaare bestehen aus zwei normalen Sternen mit nur geringfügig unterschiedlichen Massen", erläutert die ESO-Pressemitteilung und führt weiter aus: Wenn der Stern mit der etwas höheren Masse altert und sich ausdehnt, um zu einem Roten Riesen zu werden, geht Materie von diesem Stern zum anderen über und umgibt schließlich beide Sterne mit einer riesigen gasförmigen Hülle. Sobald sich diese Wolke auflöst, nähern sich beide Sterne einander an und es entsteht ein sehr kompaktes Paar aus einem Weißen Zwerg und einem zusätzlichen gewöhnlichen Stern."


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Genau um ein solches Doppelsternsystem handelt es sich bei V471 Tauri, das Teil des Sternhaufens der Hyaden im Sternbild Stier ist. Das System ist etwa 600 Millionen Jahre alt und etwa 163 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die beiden Sterne umkreisen einander derart dicht, dass eine Umrundung des Paares gerade einmal 12 Stunden dauert. Dabei zieht – von der Erde aus betrachtet - ein Stern zweimal pro Umrundung vor dem anderen vorbei. Dieser Umstand führt zu regelmäßigen Änderungen in der Helligkeit des Sternpaares, wenn sich die Sterne jeweils gegenseitig verdunkeln.

Für ihre Beobachtungen verwendeten die Astronomen um Hardy zunächst das ULTRACAM-System am New Technology Telescope der ESO, um besagte Helligkeitsänderungen mit einer Genauigkeit von unter zwei Sekunden zu bestimmen.


"Die Verdunklungszeiten waren zwar nicht gleichmäßig, konnten aber mit der Annahme, dass es einen Braunen Zwerg gibt, der beide Sterne umkreist und dessen Anziehungskraft die Umlaufbahn der Sterne stört, bislang gut erklärt werden", so die Forscher. Zudem fanden sie Hinweise auf ein zweites kleineres Begleitobjekt.


Bislang war es jedoch technisch nicht möglich, einen lichtschwachen Brauen Zwerg mit so geringem Abstand zu viel helleren Sternen tatsächlich abzubilden. Das neu installierte SPHERE-Instrument am Very Large Telescope der ESO erlaubte den Astronomen zum ersten Mal genauer an die Stelle zu schauen, an der sie Begleiter in Form einen Braunen Zwerges erwarteten.


Gesehen haben sie allerdings nichts, obwohl die hochauflösenden Bilder von SPHERE den Braune Zwerg leicht hätten enttarnen sollen.


"Es gibt viele Veröffentlichungen, in denen die Existenz solcher zirkumbinären Objekte angenommen wird, aber die Ergebnisse hier liefern einen vernichtenden Beweis gegen diese Hypothese", kommentiert Adam Hardy das Ergebnis der Beobachtungen.


Die Astronomen stehen nun vor der Frage, was – wenn nicht ein umlaufendes Objekt - verursacht dann die merkwürdigen Änderungen in der Umlaufbahn des Doppelsterns?


Nachdem mehrere Alternativvorschläge bereits ausgeschlossen werden konnten, vermuten die Wissenschaftler derzeit, dass der beobachtete Effekt durch Veränderungen im Magnetfeld des größeren der beiden Sterne verursacht wird - ähnlich kleineren Veränderungen, die bei der Sonne beobachtet werden können.


"Eine Untersuchung wie diese war seit Jahren notwendig, aber konnte erst mit dem Aufkommen solch leistungsstarker neuer Instrumente wie SPHERE möglich gemacht werden", kommentiert Hardy abschließend. "So funktioniert Wissenschaft: Beobachtungen mit neuer Technologie können frühere Ideen entweder bestätigen oder widerlegen, wie es hier der Fall war. Für dieses tolle Instrument ist dies ein großartiger Start ins Beobachtungsleben."


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