Eine Illustration des Weißen Zwergs KPD 0005+5106, der einen Gasriesen ansammelt. (M. Weiss/NASA/CXC) In 1.300 Lichtjahren Entfernung verhält sich ein toter Stern sehr seltsam.
Es handelt sich um einen Weißen Zwerg namens KPD 0005+5106, und Röntgendaten des Chandra-Weltraumteleskops haben gezeigt, dass er extreme Gewalt gegen einen umlaufenden Begleiter ausübt. Es saugt nicht nur Material von diesem Objekt ab (was, um fair zu sein, bei Weißen Zwergen ziemlich normal ist), sondern der Stern versetzt seinem Begleiter auch eine absolute Belastung, indem er ihn mit Strahlung aus unmittelbarer Nähe bestrahlt.
Noch interessanter ist, dass wir nicht sehen können, was der Begleiter tatsächlich ist, was es schwierig macht, sein letztendliches Schicksal vorherzusagen, einschließlich der Frage, wie lange es dauern wird, bis er vollständig zerstört ist, und was das für den Weißen Zwerg bedeuten wird.
„Wir wussten nicht, dass dieser Weiße Zwerg einen Begleiter hat, bevor wir die Röntgendaten sahen“, sagte der Astronom You-Hua Chu des Instituts für Astronomie und Astrophysik, Academia Sinica (ASIAA) in Taiwan. „Wir haben mit optischen Lichtteleskopen nach dem Begleiter gesucht, aber nichts gesehen, was bedeutet, dass es sich um einen sehr schwachen Stern, einen Braunen Zwerg oder einen Planeten handelt.“
Weiße Zwerge sind das, was mit einem Stern unter etwa der achtfachen Sonnenmasse passiert, wenn ihm die Elemente ausgehen, die er in seinem Kern verschmelzen kann. Wenn der Treibstoff zur Neige geht, schleudert er seine äußeren Schichten in den Weltraum, bis der Kern schließlich nicht mehr in der Lage ist, sich selbst zu tragen, und unter seiner eigenen Schwerkraft zu einem dichten Objekt von etwa der Größe der Erde (und manchmal sogar der Größe der Erde) zusammenfällt noch kleiner ).
Auch wenn der Weiße Zwerg möglicherweise keinen Brennstoff zum Verschmelzen hat, bleibt er extrem heiß, so heiß, dass er Milliarden von Jahren lang weiterhin hell mit Wärmestrahlung leuchten wird. Der durchschnittliche Weiße Zwerg wird eine Temperatur von über 100.000 Kelvin (99.727 Grad Celsius oder 179.540 Grad Fahrenheit) haben, sobald sein Kern aufhört, sich zusammenzuziehen. Die Sonne hat zum Beispiel eine effektive Temperatur von 5,772 Kelvin .
KPD 0005+5106 ist ein Ausreißer. Mit einer effektiven Temperatur von 200.000 Kelvin ist er der heißeste Weiße Zwerg, den wir bisher identifiziert haben. Dies macht es für Wissenschaftler sehr interessant, da es ihnen ermöglicht, die Grenzen dessen auszuloten, was im Universum möglich ist.
Die Forscher beobachteten auch bei KPD 0005+5106 ungewöhnliche Röntgenaktivitäten, weshalb Chu und ihr Team beschlossen, mit Chandra einen genaueren Blick darauf zu werfen. Sie fanden heraus, dass die Röntgenhelligkeit des Weißen Zwergs regelmäßig alle 4,7 Stunden zunimmt und abnimmt.
Wir wissen von mindestens einer Sache, die zu Veränderungen in der Helligkeit eines Weißen Zwergs führen kann: wenn er einem Begleitobjekt Material entzieht. Dieses Material wird zum Weißen Zwerg abgesaugt, wo es zu den Polen gelangt und hell leuchtet. Während der Stern und sein Begleiter einander umkreisen, bewegt sich der Hotspot in das Sichtfeld hinein und wieder außer Sicht, was zu Helligkeitsschwankungen führt.
Dieser Zeitraum von 4,7 Stunden würde somit der Umlaufzeit des Systems entsprechen – was sie tatsächlich sehr nahe beieinander liegen lassen würde. Nach den Berechnungen des Teams würde der Abstand zwischen dem Weißen Zwerg und seinem Begleiter nur das 1,3-fache des Sonnenradius betragen. Das sind rund 900.000 Kilometer (550.000 Meilen). Das würde wahnsinnig sengende Temperaturen bedeuten.
„Was auch immer dieses Objekt ist“ sagte der Astronom Jesus Toala von der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko: „Es wird vor Hitze gestrahlt.“
Die Forscher untersuchten mögliche Identitäten für den Begleiter und kamen zu dem Schluss, dass es sich höchstwahrscheinlich um einen Exoplaneten mit einer Masse in der Größenordnung von handelte Jupiter . Frühere Untersuchungen haben ergeben, dass Exoplaneten tatsächlich in der Nähe von Weißen Zwergen zu finden sind – wenn sie während der Phase des Roten Riesen weit genug entfernt sind, können sie den Übergang des Sterns überleben und dann nach innen wandern. Mehr als eine Der mögliche Gasriese wurde gefunden umkreist einen Weißen Zwerg .
Den Modellen des Teams zufolge hat dieser besondere Gasriese jedoch nicht mehr lange zu leben, sondern nur noch ein paar hundert Millionen Jahre. Der Weiße Zwerg würde es durch die Schwerkraft abstreifen; Dieses abgestreifte Material würde einen Ring um den Stern bilden und langsam auf ihn herabfließen.
„Dies ist ein langsamer Untergang für dieses Objekt, das im Grunde genommen durch konstante Gravitationskräfte auseinandergerissen wird.“ sagte der Astrophysiker Martín Guerrero des Instituts für Astrophysik von Andalusien in Spanien. „Es wäre ein sehr unangenehmer Ort.“
Das Team untersuchte außerdem zwei weitere Weiße Zwerge, die ein eigenartiges Röntgenverhalten zeigen. Obwohl diese beiden anderen Sterne nicht ganz so extrem waren wie KPD 0005+5106, war ihr Verhalten ähnlich, was darauf hindeutet, dass auch sie unsichtbare Begleitobjekte haben.
Dies deutet darauf hin, dass das Überleben von Exoplaneten um einen Weißen Zwerg häufiger vorkommt, als wir dachten – wenn auch vielleicht nicht für sehr lange Zeit.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden Anfang des Jahres veröffentlicht Das Astrophysikalische Journal .