Blitzschnelle Weiße Zwerge
Doppelstern mit bisher kürzester Umlaufzeit entdeckt
Die beiden Sterne des Doppelsternsystems HM Cancri umrunden einander in nur 5,4 Minuten. Damit ist HM Cancri der Doppelstern mit der kürzesten bisher bekannten Umlaufzeit – und noch dazu der engste bisher entdeckte Doppelstern. Die extrem kurze Umlaufzeit hat ein internationales Forscherteam um Gijs Roelofs vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge (USA) mit einem der größten Teleskope der Welt und mit Hilfe modernster technischer Geräte entdeckt. Die Beobachtung sei aufgrund der großen Entfernung zur Erde und der geringen Helligkeit eine große Herausforderung gewesen, berichten die Forscher.
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Das Doppelsternsystem HM Cancri wurde erstmals im Jahr 1999 als Quelle von Röntgenstrahlen entdeckt. Es liegt fast 16.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und besteht aus zwei Weißen Zwergen – ausgebrannten Sonnen, die Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff in einer stark verdichteten Form enthalten. Schon bei der Erstentdeckung ließ sich bei HM Cancri eine Periodizität von etwa fünf Minuten feststellen. Es war jedoch lange Zeit unklar, ob dies die tatsächliche Umlaufzeit des Sternsystems darstellt.
Gijs Roelofs und seine Kollegen Tom Marsh und Danny Steeghs von der University of Warwick in Großbritannien nutzten für ihre Beobachtungen eines der größten Teleskope der Welt: das Keck-Teleskop auf Hawaii. Mittels ihrer Aufnahmen analysierten sie Veränderungen in den Spektrallinien des Lichts, das von dem Doppelsternsystem ausgesendet wird. Diese Veränderungen gehen auf einen Doppler-Effekt zurück, der hier durch die Kreisbewegung der Sterne erzeugt wird. Der Doppler-Effekt führt dazu, dass sich die Spektrallinien periodisch jeweils in kürzere oder in längere Wellenlängenbereiche verschieben.
Dadurch konnte das Forscherteam erstmals nachweisen, dass die Umlaufzeit des Sternsystems tatsächlich nur 5,4 Minuten beträgt. HM Cancri ist damit der Doppelstern mit der kürzesten bisher bekannten Umlaufzeit. Zudem beträgt sein Durchmesser nur etwa ein Viertel des Abstandes von der Erde zum Mond – was HM Cancri auch zum engsten bekannten Doppelstern macht. „Das System ist in mehrfacher Hinsicht faszinierend“, sagt Tom Marsh. „Die beiden Weißen Zwerge liegen so nah 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.“
Zudem könnte das Sternsystem eine wichtige Quelle von Gravitationswellen sein. „Wir wissen, dass das System aus zwei normalen Sternen entstanden sein muss, die irgendwann ineinander gestürzt sind“, sagt Gijs Nelemans von der Radboud University in Nijmegen in den Niederlanden, einer der Autoren der Studie. Bei diesem Vorgang entsteht ein Neutronenstern, der trotz seines kleinen Volumens eine extrem große Masse besitzt. „Das System muss daher eine der produktivsten Quellen von Gravitationswellen sein, welche Störungen in der Raumzeit erzeugen“, so Nelemans. „Wir hoffen, diese Störungen in zukünftigen Untersuchungen direkt beobachten zu können. HM Cancri könnte dabei eine Schlüsselrolle spielen.“
Gijs Roelofs (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge) et al.: The Astrophysical Journal Letters
