Neue Studie zur Entstehung von Doppelsternsystemen

Ein sternbildender Kern mit zwei stellaren Embryos, aufgenommen in Submillimeter-Wellenlängen. (Credit: Sadavoy and Stahler)
Ein sternbildender Kern mit zwei stellaren Embryos, aufgenommen in Submillimeter-Wellenlängen. (Credit: Sadavoy and Stahler)

Der Ursprung von Doppelsternen war lange Zeit eines der Kernprobleme in der Astronomie. Eine der Hauptfragen lautet, wie die stellare Masse die Tendenz zur Bildung von Doppelsternsystemen beeinflusst. Es gibt zahlreiche Studien über junge Sterne in Molekülwolken, um nach Variationen in der Häufigkeit von Doppelsternsystemen in Abhängigkeit von der stellaren Masse zu suchen, aber es können so viele andere Faktoren das Ergebnis beeinflussen, dass die Ergebnisse nicht schlüssig waren.

Diese verkomplizierenden Faktoren umfassen dynamische Wechselwirkungen zwischen den Sternen, die ein Mitglied aus einem Mehrfachsystem herauskatapultieren können. Oder ein Mehrfachsystem könnte unter den richtigen Umständen einen vorbeiziehenden Stern einfangen. Manche Studien ergaben beispielsweise, dass jüngere Sterne mit höherer Wahrscheinlichkeit in Doppelsternsystemen vorkommen. Ein Problem mit einem Großteil der vorangegangenen Beobachtungsarbeiten war allerdings die geringe Größe der Stichproben.

Die Astronomin Sarah Sadavoy vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und ihr Kollege nutzten kombinierte Beobachtungen eines großen Durchmusterungsprogramms im Radiowellenlängenbereich. Sie analysierten junge Sterne in der Perseus-Wolke mit Submillimeter-Beobachtungen der elterlichen, dichten Materiewolke um diese Sterne, um 24 Mehrfachsysteme zu identifizieren. Die Wissenschaftler nutzten anschließend eine Submillimeter-Studie, um die Staubkerne zu identifizieren und zu charakterisieren, in die die Sterne eingebettet sind.

Sie stellten fest, dass die meisten der verborgenen Doppelsternsysteme nahe der Zentren ihrer Staubkerne liegen, was dafür spricht, dass sie noch jung genug sind, um nicht weggedriftet zu sein. Etwa die Hälfte der Doppelsternsysteme befinden sich in länglichen Kernstrukturen, und die Forscher schlussfolgerten, dass die anfänglichen Kerne ebenfalls längliche Strukturen aufwiesen.

Nach der Modellierung ihrer Ergebnisse argumentieren sie, dass die wahrscheinlichsten Szenarien jene sind, die vorhersagen, dass alle Sterne (sowohl Einzelsterne als auch Doppelsterne) in weit getrennten Doppelsternsystemen entstehen. Aber die meisten davon brechen auseinander – entweder durch das Fortkatapultieren eines Sterns oder durch das Auseinanderbrechen des Kerns selbst. Ein paar Systeme werden enger aneinander gebunden.

Obwohl andere Studien diese Theorie auch aufgriffen, ist dies die erste Studie, die das auf Basis von Beobachtungen sehr junger, noch eingebetteter Sterne tut. Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen ist, dass jeder staubige Materiekern wahrscheinlich den Geburtsort für zwei Sterne darstellt, nicht nur für einen Stern. Das bedeutet, dass pro Kern möglicherweise doppelt so viele Sterne entstanden, als man bisher angenommen hatte.

Abhandlung: “Embedded Binaries and Their Dense Cores” von Sarah I. Sadavoy und Steven W. Stahler, MNRAS 469, 3881, 2017.

Quelle

(THK)

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