Eine bahnbrechende neue Entdeckung von Wissenschaftlern der University of Leeds könnte die Art und Weise verändern, wie Astronomen einige der größten und häufigsten Sterne im Universum verstehen. Der Artikel „Gaia deckt Unterschiede in der B- und Be-Sternbinarität auf kleinen Skalen auf: Hinweise darauf, dass Massentransfer das Be-Phänomen verursacht“ wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
Forschung von Ph.D. Der Student Jonathan Dodd und Professor René Oudmaijer von der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität weisen auf faszinierende neue Beweise hin, dass massereiche Be-Sterne – von denen bisher hauptsächlich angenommen wurde, dass sie in Doppelsternen existieren – tatsächlich „Tripel“ sein könnten.
Die bemerkenswerte Entdeckung könnte unser Verständnis der Objekte – einer Untergruppe der B-Sterne – revolutionieren, die als wichtiger „Testrahmen“ für die Entwicklung von Theorien darüber gelten, wie sich Sterne im Allgemeinen entwickeln.
Diese Be-Sterne sind von einer charakteristischen Scheibe aus Gas umgeben – ähnlich den Saturnringen in unserem eigenen Sonnensystem. Und obwohl Be-Sterne seit etwa 150 Jahren bekannt sind – sie wurden erstmals 1866 vom renommierten italienischen Astronomen Angelo Secchi identifiziert – wusste bis heute niemand, wie sie entstanden sind.
Bisher waren sich die Astronomen einig, dass die Scheiben durch die schnelle Rotation der Be-Sterne entstehen und dass dies selbst durch die Interaktion der Sterne mit einem anderen Stern in einem Doppelsternsystem verursacht werden kann.
Dreifache Systeme
Herr Dodd, korrespondierender Autor der Studie, sagte: „Der beste Anhaltspunkt dafür ist, wenn man Star Wars gesehen hat, dass es Planeten gibt, auf denen sie zwei Sonnen haben.“
Neue Untersuchungen unter Verwendung von Daten des Very Large Telescope und des Very Large Telescope Interferometers der ESO haben ergeben, dass HR 6819, von dem zuvor angenommen wurde, dass es sich um ein Dreifachsystem mit einem Schwarzen Loch handelt, in Wirklichkeit ein System aus zwei Sternen ohne Schwarzes Loch ist. Die Wissenschaftler, ein Team der KU Leuven und der ESO, glauben, dass sie dieses Doppelsternsystem in einem kurzen Moment beobachtet haben, nachdem einer der Sterne seinem Begleiter die Atmosphäre entzogen hat, ein Phänomen, das oft als „Sternvampirismus“ bezeichnet wird. Die Animation dieses Künstlers zeigt, wie das System aussehen könnte; Es besteht aus einem abgeflachten Stern mit einer Scheibe um ihn herum (ein „Vampir“-Stern von Be; Vordergrund) und einem Stern vom Typ B, dem seine Atmosphäre entzogen wurde (Hintergrund). Bildnachweis: ESO/L. Calçada.
Aber jetzt, durch die Analyse von Daten aus dem Gaia-Satellit der Europäischen Weltraumorganisationsagen die Wissenschaftler, sie hätten Beweise dafür gefunden, dass diese Sterne tatsächlich in Dreifachsystemen existieren – mit drei interagierenden Körpern statt nur zwei.
Herr Dodd fügte hinzu: „Wir haben die Art und Weise beobachtet, wie sich die Sterne über längere Zeiträume wie zehn Jahre und kürzere Zeiträume von etwa sechs Monaten über den Nachthimmel bewegen. Wenn sich ein Stern in einer geraden Linie bewegt, wissen wir, dass es nur einen Stern gibt, aber.“ sind es mehrere, sehen wir ein leichtes Wackeln oder im besten Fall eine Spirale.
„Wir haben dies auf die beiden Gruppen von Sternen angewendet, die wir betrachten – die B-Sterne und die Be-Sterne – und was wir verwirrend fanden, ist, dass es zunächst so aussieht, als hätten die Be-Sterne eine geringere Rate an Begleitern als die B-Sterne.“ Sterne. Das ist interessant, weil wir erwarten würden, dass sie eine höhere Rate haben.
Der leitende Forscher Prof. Oudmaijer sagte jedoch: „Die Tatsache, dass wir sie nicht sehen, könnte daran liegen, dass sie jetzt zu schwach sind, um entdeckt zu werden.“
Massentransfer
Anschließend untersuchten die Forscher einen anderen Datensatz und suchten nach weiter entfernten Begleitsternen. Dabei stellten sie fest, dass bei diesen größeren Abständen die Rate der Begleitsterne zwischen den B- und Be-Sternen sehr ähnlich ist.
Daraus konnten sie schließen, dass in vielen Fällen ein dritter Stern ins Spiel kommt, der den Begleiter näher an den Be-Stern drängt – nahe genug, dass Masse von einem zum anderen übertragen werden kann und die charakteristische Be-Sternscheibe entsteht. Dies könnte auch erklären, warum wir diese Gefährten nicht mehr sehen; Sie sind zu klein und zu schwach geworden, um entdeckt zu werden, nachdem der „Vampir“-Stern Be so viel von ihrer Masse aufgesaugt hat.
Die Entdeckung könnte enorme Auswirkungen auf andere Bereiche der Astronomie haben – einschließlich unseres Verständnisses von Schwarzen Löchern, Neutronensternen und Gravitationswellenquellen.
Prof. Oudmaijer sagte: „Derzeit findet in der Physik eine Revolution rund um die Gravitationswellen statt. Wir beobachten diese Gravitationswellen erst seit ein paar Jahren und es wurde festgestellt, dass sie auf verschmelzende Schwarze Löcher zurückzuführen sind.“
„Wir wissen, dass diese rätselhaften Objekte – Schwarze Löcher und Neutronensterne – existieren, aber wir wissen nicht viel über die Sterne, aus denen sie werden würden. Unsere Ergebnisse liefern einen Hinweis zum Verständnis dieser Gravitationswellenquellen.“
Er fügte hinzu: „Im Laufe des letzten Jahrzehnts oder so haben Astronomen herausgefunden, dass die Binarität ein unglaublich wichtiges Element in der Sternentwicklung ist. Wir bewegen uns jetzt mehr in Richtung der Idee, dass sie sogar noch komplexer ist und dass Dreifachsterne berücksichtigt werden müssen.“
„Tatsächlich“, sagte Oudmaijer, „sind Tripel zu den neuen Binärsystemen geworden.“
Mehr Informationen:
Jonathan M. Dodd et al., Gaia deckt Unterschiede in der B- und Be-Sternbinarität auf kleinen Skalen auf: Beweise für Massentransfer, der das Be-Phänomen verursacht, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad3105. An arXiv: arxiv.org/pdf/2310.05653.pdf