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Astronomie

Einem staubigen Schleicher auf der Spur

Künstlerische Darstellung des Sterns GAIA17BPP, der teilweise von der Staubwolke um einen kleineren Begleitstern verdeckt wird. © Anastasios Tzanidakis

Die Untersuchung der mysteriösen Helligkeitsschwankung eines fernen Sterns hat Hinweise auf ein besonderes Doppelsternsystem geliefert, berichten Astronomen: Die Verdunklung war wahrscheinlich auf einen vorbeiziehenden Begleitstern zurückzuführen, der von einer ausgedehnten Staubscheibe umgeben ist. Das Besondere ist dabei: Die Strahlungsminderung dauerte mit rund sieben Jahren erstaunlich lange. Dies legt nahe, dass die beiden Sterne bis zu 1000 Jahre brauchen, um sich einmal zu umkreisen, sagen die Wissenschaftler.

“Wir interessieren uns für Sterne, die sich seltsam verhalten”: So beschreibt das Astronomenteam von der University of Washington in Seattle die Motivation, die zu den aktuellen Ergebnissen geführt hat. Die Grundlage bildeten dabei Informationen, die das Weltraumteleskop Gaia der Europäischen Weltraumorganisation ESA geliefert hat. Es kartiert die Milchstraße und durchmustert den Sternenhimmel auf der Suche nach auffälligen Strahlungseffekten. Im Fall des Sterns mit der Bezeichnung Gaia17bpp schlug das System an: Aus den Messdaten ging hervor, dass dieser Stern über einen Zeitraum von etwa zweieinhalb Jahren allmählich heller geworden war. So entschloss sich das Astronomenteam, der Frage nachzugehen, was es mit diesem Effekt auf sich haben könnte. Ihre Ergebnisse präsentierten sie nun auf der Tagung der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft in Seattle.

Fragender Blick auf eine Helligkeitsschwankung

Wie die Forscher berichten, war zunächst Recherchearbeit nötig, da die Gaia-Daten nicht weit genug zurückreichten, um mehr Informationen über das System zu liefern. Als hilfreich stellten sich Beobachtungen anderer Teleskope heraus, die bis ins Jahr 2010 zurückreichen – darunter Pan-STARRS auf Hawaii, der Satellit WISE/NEOWISE und die Zwicky Transient Facility in Kalifornien. In der Kombination der Informationen zeichnete sich dann ab: Gaia17bpp hatte über den Zeitraum von 2012 bis 2019 hinweg um etwa 4,5 Größenordnungen weniger stark geleuchtet als üblich. Die Aufhellung, die bei der Gaia-Durchmusterung aufgefallen war, bildete somit das Ende dieser siebenjährigen Abschwächung, erklären die Wissenschaftler.

Abgerundet wurde das Ergebnis durch Informationen, die aus einem digitalen Katalog von historischen astrofotografischen Platten stammen. Die Abbildungen des Sterns, die bis in die 1950er Jahre zurückreichen, zeigten: “In 66 Jahren Beobachtungsgeschichte haben wir keine anderen Anzeichen für eine signifikante Verdunkelung dieses Sterns gefunden”, sagt Co-Autor Anastasios Tzanidakis von der University of Washington. Zudem zeigte sich, dass auch kein anderer Stern im nahen Himmelsbereich um Gaia17bpp ein ähnliches Abblendverhalten gezeigt hat.

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Ein spezielles Doppelsternsystem

Den Forschern zufolge legen die Beobachtungsdaten nahe, dass die Helligkeitsschwankung nicht auf eine Veränderung der Strahlkraft des Sterns selbst zurückzuführen ist. Stattdessen lassen die derzeit verfügbaren Daten vermuten, dass das Phänomen von einem beweglichen Objekt verursacht wurde, das uns zeitweilig den Blick auf Gaia17bpp verdüstert hat, sagen die Astronomen: “Wir glauben, dass dieser Stern Teil eines Doppelsternsystems ist – aus dem größeren Stern Gaia17bpp und einem kleinen Begleitstern, der von einer ausgedehnten Scheibe aus Staub umgeben ist”, sagt Tzanidakis. Einige vorläufige Daten deuten darauf hin, dass es sich bei Letzterem um einen kleinen, massereichen Weißen Zwergstern handeln könnte. Wie er zu seiner Staubscheibe kam, bleibt unklar. Doch offenbar ist sie ausgesprochen ausgedehnt: „Wenn sich dieses Material im Sonnensystem befände, würde es sich vermutlich von der Sonne bis zur Erdumlaufbahn oder noch weiter erstrecken”, so Tzanidakis.

Frühere Untersuchungen haben zwar bereits zuvor Hinweise auf Doppelsternsysteme mit staubigen Verdunklungs-Partnern geliefert. Das neue System ist unter ihnen allerdings besonders, was die Dauer der Verfinsterung angeht, sagen die Forscher: Mit fast sieben Jahren ist sie die bei weitem längste. “Aus unseren Daten geht hervor, dass sich diese beiden Sterne über einen außergewöhnlich langen Zeitraum hinweg umkreisen – bis zu 1000 Jahre, sagt Tzanidakis. „Es war demnach auch eine einmalige Gelegenheit, diesen hellen Stern bei seiner Verfinsterung durch seinen staubigen Begleiter zu beobachten. Wären wir ein paar Jahre zu spät dran gewesen, hätten wir ihn verpasst“, so der Astronom.

Ihm zufolge werfen die Entdeckungen nun weiterführende Fragen auf: „Es scheint sich um eine Kuriosität zu handeln, doch tatsächlich könnten solche Systeme viel häufiger vorkommen, als man bisher angenommen hat. Wenn dem so ist, müssen wir Theorien aufstellen, wie diese Arten von Paarungen überhaupt entstanden sind“, sagt Tzanidakis abschließend.

Quelle: University of Washington, Präsentation auf dem 241st meeting of the American Astronomical Society

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