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Doppelsternsystem umkreist einander in nur 5,4 Minuten
10.03.2010
Das Doppelsternsystem HM Cancri hält nun zwei astronomische Rekorde. Es ist das Doppelsternsystem mit der kürzesten bislang bekannten Umlaufperiode und dazu auch noch das engste. Die Entdeckung gelang einem internationalen Forscherteam um Gijs Roelofs vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge (USA). Die Wissenschaftler berichten über ihre Erkenntnisse in der Fachzeitschrift "The Astrophysical Journal Letters".
Die beiden Sterne umkreisen einander in lediglich 5,4 Minuten und das in einem Abstand von etwa einem Viertel der Entfernung Erde-Mond, also rund 100.000 Kilometer. Sie liegen so nahe beieinander, dass Materie von einem Stern zum anderen fließt und dort auf den Äquator fällt.
Dort setzt sie im gesamten Röntgenstrahlenbereich mehr Energie frei als die Sonne. HM Cancri setzt sich aus zwei ausgebrannten Überresten von durchschnittlichen Sternen zusammen, sogenannten Weißen Zwergen. Ein solcher Himmelskörper besteht aus hoch verdichtetem Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff.
"Das System HM Cancri" fordert unser Verständnis über die Entwicklung von Einzel- und Doppelsternen heraus", erklärte Gijs Nelemans von der Radboud Universität im holländischen Nijmegen, einer der Autoren der Studie. "Wir wissen nun, dass dieser Doppelstern aus zwei ursprünglich normalen Sternen entstanden sein muss. Die beiden Sternen müssen in einer früheren Phase Masse verloren und sich einander angenähert haben." Was genau dazu führte, ist noch nicht bekannt.
HM Cancri wurde bereits 1999 mit dem am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik gebauten Satelliten ROSAT entdeckt. Die Astronomen waren damals auf eine Quelle von Röntgenstrahlen gestoßen, die später als Doppelsternsystem identifiziert wurde. Schon bei der Erstentdeckung bemerkten die Forscher Variationen mit einer 5,4-minütigen Periode. Bislang wurde jedoch bezweifelt, dass sich diese Veränderungen auf die Umlaufbewegung des Doppelsterns zurückführen ließen.
Die Forscher hatten das 16.000 Lichtjahre entfernte Doppelsternsystem nun mit dem 10-Meter Keck-I-Teleskop auf Hawaii ins Visier genommen. Dabei bestätigte sich, dass die vor elf Jahren gemessene 5,4-Minuten-Periode in der Tat die Umlaufzeit eines Doppelsterns ist. Während sich die beiden Sterne umkreise, verursacht die Bewegung eine periodische Verschiebung der Spektrallinien vom blauen zum roten Wellenlängenbereich und zurück. Diesen Doppler-Effekt nutzten die Forscher, um die Umlaufbewegung von HM Cancri zu messen.
Aufgrund der Leuchtschwäche von HM Cancri stellten die Messungen eine Herausforderung dar. "HM Cancri ist sehr leuchtschwach. Um das Rätsel seiner Periode zu lösen, mussten wir Hunderte von Spektren in kürzester Zeit aufnehmen. Dafür brauchten wir das weltweit größte Teleskop und gute Wetterbedingungen", erläuterte Arne Rau vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, der die Beobachtungen auf Hawaii leitete.
Die Forscher erhoffen sich von HM Cancri zudem neue Möglichkeiten zur Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie, da das Doppelsternsystem wegen seiner rasend schnellen Bewegung einer der stärksten Quellen von Gravitationswellen sein sollte, welche Störungen in der Raumzeit erzeugen. "Wir hoffen, dass wir die Art von Veränderungen der Raumzeit bald direkt mit dem LISA-Satelliten messen können", so Nelemans.
zusätzliche Infos:
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künstlerische Darstellung des Doppesternsystems, Bild: NASA/Tod Strohmayer (GSFC)/Dana Berry (Chandra X-Ray Observatory
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