Anastasios „Andy“ Tzanidakis und James Davenport interessieren sich nach eigenen Angaben für ungewöhnliche Stars. Die Astronomen der University of Washington hielten Ausschau nach „Sternen, die sich seltsam verhalten“, als eine automatische Warnung der Gaia-Durchmusterung sie auf Gaia17bpp hinwies. Umfragedaten zeigten, dass dieser Stern über einen Zeitraum von 2 1/2 Jahren allmählich heller geworden war.
Wie Tzanidakis am 10. Januar bei der berichten wird 241. Treffen der American Astronomical Society in Seattle zeigten Folgeanalysen, dass sich Gaia17bpp selbst nicht veränderte. Stattdessen ist der Stern wahrscheinlich Teil eines seltenen Doppelsternsystems, und seine offensichtliche Aufhellung war das Ende einer jahrelangen Sonnenfinsternis durch einen ungewöhnlichen Sternbegleiter.
„Wir glauben, dass dieser Stern Teil einer außergewöhnlich seltenen Art von Doppelsternsystem ist, zwischen einem großen, aufgedunsenen älteren Stern – Gaia17bpp – und einem kleinen Begleitstern, der von einer ausgedehnten Scheibe aus staubigem Material umgeben ist“, sagte Tzanidakis, ein Doktorand der UW Studentin der Astronomie. „Basierend auf unserer Analyse umkreisen sich diese beiden Sterne über einen außergewöhnlich langen Zeitraum – bis zu 1.000 Jahre. Es ist also eine einmalige Gelegenheit, diesen hellen Stern dabei zu erwischen, wie er von seinem staubigen Begleiter verfinstert wird.“
Da die Beobachtungen der Raumsonde Gaia über den Stern nur bis ins Jahr 2014 zurückreichen, mussten Tzanidakis und Davenport, ein UW-Forschungsassistenzprofessor für Astronomie und stellvertretender Direktor des DiRAC-Instituts, ein wenig Detektivarbeit leisten, um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen. Zuerst nähten sie Gaias Beobachtungen des Sterns mit Beobachtungen anderer Missionen zusammen, die bis ins Jahr 2010 zurückreichen – darunter Pan-STARRS1, WISE/NEOWISE und die Zwicky Transient Facility.
Diese Beobachtungen in Verbindung mit den Gaia-Daten zeigten, dass Gaia17bpp um etwa 4,5 Größenordnungen – oder etwa das 45.000-fache – gedimmt wurde. Der Stern blieb im Laufe von fast sieben Jahren, von 2012 bis 2019, schwach. Die plötzliche Aufhellung, die die Gaia-Durchmusterung aufgedeckt hatte, war das Ende dieser siebenjährigen Dunkelheit.
Kein anderer Stern in der Nähe von Gaia17bpp zeigte ein ähnliches Dimmverhalten. Durch das DASCH-Programm analysierte ein digitaler Katalog von mehr als einem Jahrhundert astrofotografischer Platten in Harvard, Tzanidakis und Davenport Beobachtungen des Sterns, die bis in die 1950er Jahre zurückreichen.
„In den 66 Jahren der Beobachtungsgeschichte haben wir keine anderen Anzeichen einer signifikanten Verdunkelung dieses Sterns gefunden“, sagte Tzanidakis.
Die beiden glauben, dass Gaia17bpp Teil eines seltenen Doppelsternsystems ist, mit einem stellaren Begleiter, der – ganz einfach – staubig ist.
„Basierend auf den derzeit verfügbaren Daten scheint dieser Stern einen sich langsam bewegenden Begleiter zu haben, der von einer großen Materialscheibe umgeben ist“, sagte Tzanidakis. „Wenn dieses Material im Sonnensystem wäre, würde es sich von der Sonne bis zur Erdumlaufbahn oder noch weiter erstrecken.“
Im Laufe der Jahre wurde eine Handvoll anderer ähnlicher, „staubiger“ Systeme identifiziert, insbesondere Epsilon Aurigae, ein Stern im Sternbild Auriga, der alle 27 Jahre in zwei von 27 Jahren von einem relativ großen, schwachen Begleiter verfinstert wird.
Das von Tzanidakis und Davenport entdeckte System ist einzigartig unter diesen wenigen staubigen Binärdateien in der Länge der Sonnenfinsternis – mit fast sieben Jahren ist es bei weitem das längste. Anders als das Doppelsystem Epsilon Aurigae sind Gaia17bpp und sein Begleiter außerdem so weit voneinander entfernt, dass es Jahrhunderte oder länger dauern würde, bis ein scharfsinniger Beobachter auf der Erde eine weitere solche Sonnenfinsternis beobachten würde.
Bei Epsilon Aurigae und ähnlichen Systemen ist die Identität des staubigen Begleiters umstritten. Einige vorläufige Daten deuten darauf hin, dass der Begleiter von Gaia17bpp ein kleiner, massereicher Weißer Zwerg sein könnte. Die Quelle seiner Trümmerscheibe ist ebenfalls ein Rätsel.
„Das war eine zufällige Entdeckung“, sagte Tzanidakis. „Wenn wir ein paar Jahre Abstand gehabt hätten, hätten wir es verpasst. Es deutet auch darauf hin, dass diese Arten von Binärdateien viel häufiger vorkommen könnten. Wenn dem so ist, müssen wir Theorien darüber aufstellen, wie diese Art der Paarung überhaupt entstanden ist. Es ist definitiv eine Kuriosität, aber es könnte viel häufiger vorkommen, als irgendjemand angenommen hat.“
Weitere Teammitglieder dieser Studie sind Eric Bellm, ein wissenschaftlicher Assistenzprofessor für Astronomie an der UW, und David Wang, ein Doktorand der Astronomie an der UW.