Ein internationales Astronomenteam hat einen entfernten Weißen Zwerg namens WDJ 022558.21−692025.38 beobachtet. Es stellt sich heraus, dass es sich bei dem beobachteten Objekt um ein verdunkelndes Doppelsystem eines Weißen Zwergs handelt. Über den Befund wird in einem am 31. Juli auf dem Preprint-Server veröffentlichten Artikel berichtet arXiv.
Weiße Zwerge (WDs) sind Sternkerne, die zurückbleiben, nachdem ein Stern seinen Kernbrennstoff erschöpft hat. Aufgrund ihrer hohen Schwerkraft verfügen sie bekanntermaßen über Atmosphären aus reinem Wasserstoff oder reinem Helium. Allerdings weist ein kleiner Teil der WDs Spuren schwererer Elemente auf.
Astronomen sind daran interessiert, Doppelte Weiße Zwerge (DWDs) zu finden und zu untersuchen, da man annimmt, dass ihre Verschmelzungen neue Weiße Zwerge mit höherer Masse hervorbringen. Es wird angenommen, dass einige massereiche Weiße Zwerge in der Sonnenumgebung DWD-Fusionsprodukte sein könnten. Obwohl die galaktische Population von DWDs auf Hunderte Millionen geschätzt wird, wurde bislang jedoch nur ein kleiner Teil der beobachtbaren Population entdeckt.
Jetzt meldet eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von James Munday von der University of Warwick, Großbritannien, die Entdeckung einer weiteren Ergänzung der noch relativ kurzen Liste bekannter DWDs. Sie untersuchten WDJ 022558.21−692025.38 (oder J0225−6920) – ursprünglich als einzelnes WD der Spektralklassifikation DA identifiziert, später jedoch als Binärsystem neu klassifiziert (basierend auf Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite der NASA). Zu diesem Zweck erhielten sie Zeitreihenspektroskopie und Hochgeschwindigkeits-Multiband-Photometrie von verschiedenen bodengestützten Observatorien.
„Wir haben herausgefunden, dass J0225−6920 ein DWD-Doppelstern mit einer Umlaufzeit von 47,19 Minuten ist, der die Sonnenfinsternis verfinstert“, schrieben die Forscher in der Arbeit.
Die Beobachtungskampagne ergab, dass es sich bei J0225−6920 um einen verdunkelnden DWD handelt, der aus einem DA-Weißen Zwerg mit einer Masse von etwa 0,4 Sonnenmassen und einem Begleit-WD, wahrscheinlich vom DA-Typ, mit einer Masse von etwa 0,28 Sonnenmassen besteht. Die Radien dieser beiden WDs wurden mit 0,029 bzw. 0,024 Sonnenradien gemessen.
Die effektive Temperatur des primären Weißen Zwergs in J0225−6920 wurde auf etwa 25.500 K berechnet, während die sekundäre Komponente schätzungsweise 11.000 K kälter ist. Die Astronomen gehen davon aus, dass es sich bei beiden Objekten im System um WDs mit Heliumkern handelt und der primäre Weiße Zwerg eine reine Wasserstoffoberflächenzusammensetzung aufweist. Die Entfernung zum System wurde mit etwa 1.312 Lichtjahren gemessen.
Basierend auf den gesammelten Daten gehen die Autoren des Papiers davon aus, dass J0225−6920 innerhalb von 41 Millionen Jahren zu einem einzigen Weißen Zwerg verschmelzen wird. Sie fügten hinzu, dass der Doppelstern wahrscheinlich eine heiße Subzwergphase durchlaufen wird, in der Helium verbrannt wird, um einen Kohlenstoff-Sauerstoff-Kern zu bilden.
„Sein Orbitalzerfall wird innerhalb von 10 Jahren photometrisch mit einer Genauigkeit von besser als 1 % messbar sein. Das Schicksal des Doppelsterns besteht darin, in etwa 41 Millionen Jahren zu verschmelzen und wahrscheinlich einen einzigen, massereicheren WD zu bilden“, schlussfolgerten die Forscher.
Mehr Informationen:
James Munday et al., Ein Eclipsing 47-minütiger Double White Dwarf Binary bei 400 pc, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.00036
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