Astronomen haben ein Doppelsternsystem entdeckt, das die engsten bisher gemessenen, massereichen, jungen stellaren Objekte aufweist. Das bietet ein wertvolles “Labor”, um Theorien über die Entstehung massereicher Doppelsterne zu überprüfen.
Ein internationales Team unter Leitung der University of Leeds hat den Abstand zwischen dem massereichen jungen Stern PDS 27 und seinem stellaren Begleiter auf nur 30 Astronomische Einheiten oder etwa 4,5 Milliarden Kilometer bestimmt.
Das entspricht ungefähr der Distanz zwischen unserer Sonne und Neptun, was die beiden stellaren Objekte zu dem Paar mit dem engsten Abstand macht, der bisher bei jungen massereichen Sternen in einem Doppelsternsystem festgestellt wurde. Bei einem Doppelsternsystem umkreisen zwei Sterne einen gemeinsamen Schwerpunkt.
Eine aufregende Entdeckung
Die Hauptautorin der Studie, Dr. Evgenia Koumpia von der School of Physics and Astronomy an der University of Leeds, sagte: “Das ist eine sehr aufregende Entdeckung. Die Beobachtung und Simulation massereicher Doppelsternsysteme in den Frühstadien ihrer Entstehung sind eines der Hauptprobleme in der modernen Astronomie. Mit PDS 27 und seinem Begleiter haben wir jetzt das engste, massereichste, junge stellare Objekt in einem Doppelsystem gefunden, das bislang aufgelöst wurde.”
“Es gibt einen Mangel an bekannten, jungen, massereichen Doppelsystemen. Massereiche Sterne besitzen relativ kurze Lebensspannen und brennen in nur wenigen Millionen Jahren aus und explodieren als Supernova, weshalb sie schwer zu finden sind. Das begrenzt unsere Möglichkeiten zur Überprüfung der Theorien, wie diese Sterne entstehen”, ergänzte sie.
Enge stellare Begleiter
Als Teil ihrer Studie hat das Team auch ein Begleitobjekt eines anderen jungen, massereichen Sterns namens PDS 37 identifiziert. Die Analyse ergab einen Wert von 42-54 Astronomischen Einheiten für die Distanz zwischen PDS 37 und seinem Begleiter. Das ist vergleichbar mit der Entfernung zwischen der Sonne und Pluto. Obwohl sie weiter voneinander entfernt sind als PDS 27 und dessen Begleiter, ist es immer noch eine bedeutende Entdeckung, wenn man bedenkt, wie sehr bestätigte, massereiche, junge stellare Doppelsterne in der astronomischen Forschung gebraucht werden.
Dr. Koumpia sagte: “Wie diese Doppelsternsysteme entstehen, ist eine recht umstrittene Frage, wobei verschiedene Theorien aufgestellt wurden. Beobachtungsstudien von Doppelsternsystemen in ihren Frühstadien sind entscheidend, um die Theorien zu ihrer Entstehung zu verifizieren. PDS 27 und PDS 37 sind seltene und wichtige Laboratorien, die bei der Überprüfung und Ergänzung der Theorien zur Entstehung von massereichen Doppelsternsystemen helfen können.”
PDS 27 ist Dr. Koumpia zufolge mindestens zehnmal massereicher als unsere Sonne und rund 8.000 Lichtjahre entfernt. Um die Anwesenheit von stellaren Begleitern um PDS 27 und PDS 37 zu bestimmen, nutzte das Team die höchste räumliche Auflösung, die das PIONIER-Instrument am Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der Europäischen Südsternwarte (ESO) erreichen kann.
Dieses Instrument kombiniert Lichtstrahlen von vier Teleskopen mit jeweils 8,2 Metern Durchmesser, was einem Einzelteleskop mit 130 Metern Durchmesser entspricht. Das resultierende hohe räumliche Auflösungsvermögen erlaubte dem Team, so enge Doppelsternsysteme trotz ihrer großen Entfernung von uns und der Nähe ihrer Einzelobjekte zueinander aufzulösen.
“Die Entdeckung massereicher, junger Doppelsterne repräsentiert einen entscheidenden Schritt vorwärts, um viele der Fragen zu beantworten, die wir noch über diese stellaren Objekte haben”, sagte Professor Rene Oudmaijer von der School of Physics and Astronomy und Co-Autor der Studie. “Die nächste große Frage, die wir aufgrund von Beobachtungsschwierigkeiten bisher vermieden haben, lautet: Warum existieren so viele dieser massereichen Sterne in Doppelsternsystemen?”
“Astronomen ist mehr und mehr klar geworden, dass massereiche Sterne fast nie allein entstehen – sie haben fast immer einen Begleiter. Aber die Gründe, warum das so ist, sind immer noch eher schleierhaft. Massereiche Sterne üben starken Einfluss auf ihre kosmische Umgebung aus. Ihre stellaren Winde, ihre Energie und die von ihnen erzeugten Supernova-Explosionen können die Entstehung anderer Sterne und ihrer Heimatgalaxien beeinflussen. Die Entwicklung und das Schicksal von massereichen Sternen ist recht komplex, aber vorherige Studien haben gezeigt, dass sie zu einem großen Anteil von den Eigenschaften als Doppelsystem beeinflusst werden können”, sagte Oudmaijer. “Diese Entdeckungen waren nur dank des ausgezeichneten Auflösungsvermögens des PIONIER-Instruments am VLTI möglich.”
Diese Forschungsarbeit wurde im Journal Astronomy & Astrophysics: Letters veröffentlicht.
(THK)
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