Die Entdeckung des „Dreifachsterns“ erschüttert die Theorien zur Sternentwicklung

Forscher haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht, die darauf hindeutet, dass massereiche Be-Sterne, die für ihre charakteristischen Gasscheiben bekannt sind, wahrscheinlich Teil von Dreifachsternsystemen und nicht wie bisher angenommen von Doppelsternsystemen sind. Diese Entdeckung, die auf Daten des Gaia-Satelliten basiert, stellt bestehende Theorien zur Sternentstehung in Frage und hat wichtige Auswirkungen auf das Verständnis umfassenderer astronomischer Phänomene wie Schwarze Löcher, Neutronensterne und Gravitationswellen.

Eine bahnbrechende Studie von Wissenschaftlern der University of Leeds legt nahe, dass Be-Sterne Teil von Dreifachsternsystemen sind und nicht, wie bisher angenommen, von Doppelsternsystemen. Dieses aus Gaia-Satellitendaten abgeleitete Ergebnis stellt traditionelle Sternentstehungstheorien in Frage und könnte unser Wissen über Schwarze Löcher, Neutronensterne und Neutronensterne beeinflussen. Gravitationswellen.

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.

Untersuchungen des Doktoranden Jonathan Dodd und Professor René Odemeyer von der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität weisen auf interessante neue Beweise hin, dass massereiche Be-Sterne – von denen bisher angenommen wurde, dass sie in Doppelsternen existieren – tatsächlich „Tripel“ sein könnten.

Diese bemerkenswerte Entdeckung könnte unser Verständnis von Objekten – einer Untergruppe der B-Sterne – revolutionieren, die ein wichtiger „Prüfstand“ für die Entwicklung von Theorien darüber sind, wie sich Sterne im Allgemeinen entwickeln.

Die Darstellung des Künstlers besteht aus einem von einer Scheibe umgebenen Stern (einem „Vampir“-Stern; Vordergrund) und einem Begleitstern, dessen äußere Teile entfernt wurden (Hintergrund). Bildnachweis: ISO/L. Calada

Die Natur ist ein Stern

Die Sterne sind von einer ausgeprägten Scheibe aus Gas umgeben – ähnlich wie Ringe Saturn In unserem eigenen Sonnensystem. Obwohl Be-Sterne seit etwa 150 Jahren bekannt sind – sie wurden erstmals 1866 vom berühmten italienischen Astronomen Angelo Cecchi identifiziert –, wusste bis heute niemand, wie sie entstanden sind.

Bisher sind sich die Astronomen darüber einig, dass sich die Scheiben aufgrund der schnellen Rotation von Be-Sternen bilden, und dies könnte wiederum darauf zurückzuführen sein, dass der Stern mit einem anderen Stern in einem Doppelsternsystem interagiert.

Künstlerische Darstellung eines Vampirstars (links), der seinem Opfer Gegenstände stiehlt. Bildnachweis: iso/m. Kornmesser/SE de Mink

Erkennung von Dreifachsystemen

„Der beste Anhaltspunkt dafür ist, wenn man Star Wars gesehen hat, dass es Planeten gibt, die zwei Sonnen haben“, sagte Herr Dodd, der Autor der Zeitung.

Doch nun sagen Wissenschaftler, dass sie durch die Analyse von Daten des Gaia-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation Beweise dafür gefunden haben, dass diese Sterne tatsächlich in Dreifachsystemen existieren – mit drei Objekten, die statt nur zwei interagieren.

Herr Dodd fügte hinzu: „Wir haben die Art und Weise beobachtet, wie sich die Sterne über längere Zeiträume wie etwa 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 wenn es mehr als einen Stern gibt, sehen wir ein leichtes Wackeln oder bestenfalls einen Wirbel.

„Wir haben dies auf die beiden Gruppen von Sternen angewendet, die wir betrachten – B-Sterne und Be-Sterne – und was wir verwirrenderweise herausgefunden haben, ist, dass Be-Sterne zunächst eine geringere Begleitrate zu haben scheinen als B-Sterne. Das ist interessant, weil wir Erwarten Sie, dass sie einen höheren Tarif haben.

Der leitende Forscher Professor Odemeyer sagte jedoch: „Die Tatsache, dass wir sie nicht sehen, liegt möglicherweise daran, dass sie jetzt zu schwach sind, um entdeckt zu werden.“

Massentransfer

Anschließend untersuchten die Forscher einen anderen Datensatz auf der Suche nach entfernten Begleitsternen und stellten fest, dass bei diesen größeren Abständen die Rate der Begleitsterne zwischen B- und Be-Sternen sehr ähnlich ist.

Daraus konnten sie ableiten, dass in vielen Fällen ein dritter Stern auftaucht, der den Begleiter näher an den Be-Stern drängt – nah genug, dass Masse von einem Stern auf einen anderen übertragen werden kann und die ausgeprägte Be-Sternscheibe entsteht. Dies könnte auch erklären, warum wir diese Gefährten nicht mehr sehen; Nachdem Bes „Vampir“-Stern einen Großteil seiner Masse absorbiert hatte, wurde er zu klein und zu schwach, um entdeckt zu werden.

Größere astronomische Auswirkungen

Diese Entdeckung könnte enorme Auswirkungen auf andere Bereiche der Astronomie haben, einschließlich unseres Verständnisses von Schwarzen Löchern, Neutronensternen und Quellen von Gravitationswellen.

Professor Odemeijer sagte: „Derzeit findet in der Physik eine Revolution rund um die Gravitationswellen statt. Wir beobachten diese Gravitationswellen erst seit ein paar Jahren und es hat sich gezeigt, dass sie durch die Verschmelzung von Schwarzen Löchern verursacht werden.“

„Wir wissen, dass diese mysteriösen Objekte – Schwarze Löcher und Neutronensterne – existieren, aber wir wissen nicht viel über die Sterne, zu denen sie werden. Unsere Ergebnisse liefern einen Hinweis zum Verständnis der Quellen dieser Gravitationswellen.“

Er fügte hinzu: „Im letzten Jahrzehnt oder so haben Astronomen herausgefunden, dass Doppelsterne ein sehr wichtiges Element in der Entwicklung von Sternen sind.“ Wir bewegen uns jetzt mehr in Richtung der Vorstellung, dass es komplizierter ist und dass Dreifachsterne berücksichtigt werden müssen.

„Tatsächlich sind aus den Dreien die neuen Zweier geworden“, sagte Odemeijer.

Referenz: „Gaia „Unähnlichkeit im Doppelsternsystem von B- und Be-Sternen im kleinen Maßstab aufgedeckt: Hinweise auf Massentransfer, der das Be-Phänomen verursacht“ von Jonathan M. Dowd, Rene D. Odemeijer, Isaac C. Radley, Miguel Feuc und Abigail J. Frost, 12. Oktober 2023, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
doi: 10.1093/mnras/stad3105

Zum Team hinter der Entdeckung gehören der Doktorand Herr Dodd und Professor O’Demeyer aus Leeds sowie der Doktorand Isaac Radley von der University of Leeds und zwei ehemalige Leeds-Akademiker, Dr. Miguel Fiock vom ALMA-Observatorium in Chile und Dr. Abigail Frost vom Europäischen Observatorium. Südsternwarte in Chile. Das Team erhielt Fördermittel vom Science and Technology Facilities Council (STFC).