Ein etwa 300 Lichtjahre von der Erde entfernter Stern zieht allmählich Material von einem Braunen-Zwerg-Begleiter ab. Dadurch entsteht ein lang andauernder Fütterungsprozess, der sich von den dramatischeren stellaren Verschlingungsereignissen unterscheidet, die Astronomen gewöhnlich vor Augen haben.
Das System mit der Bezeichnung ZTF J0440+2325 besteht aus einem Roten Zwerg und einem Braunen Zwerg, die einander alle 86,65 Minuten umkreisen. In einer am 5. Oktober in Nature Astronomy veröffentlichten Studie beschrieb ein internationales, von MIT-Wissenschaftlern geleitetes Team das System als erstes beobachtetes Beispiel dafür, dass ein massearmer Stern stetig Material von einem anderen massearmen Objekt abzieht.
Der Rote Zwerg verschlingt seinen Begleiter offenbar nicht schnell, sondern wird durch Material gespeist, das vom Braunen Zwerg überströmt. Nach Angaben der Forschenden ist der Transfer langsam genug, um Hunderttausende Jahre und möglicherweise Milliarden Jahre anzudauern.
Ein seltenes Zwischenstadium bei stellarer Wechselwirkung
Planetensysteme sind oft extrem lange stabil, doch enge Wechselwirkungen können zerstörerisch werden, wenn sich ein umlaufender Körper seinem Wirtsstern zu stark nähert. In manchen Fällen zieht die Gravitation den Begleiter nach innen, bis er verschlungen wird.
Astronomen haben stabile Systeme beobachtet und außerdem eine kleine Zahl von Sternen identifiziert, die planetare Begleiter rasch verschlingen. ZTF J0440+2325 liegt zwischen diesen vertrauteren Bildern. Sein Begleiter ist weder ein gewöhnlicher Planet noch ein vollwertiger Stern: Es handelt sich um einen Braunen Zwerg, ein Objekt mit größerer Masse als ein typischer Planet, aber nicht genug Masse, um die Wasserstofffusion aufrechtzuerhalten, die gewöhnliche Sterne antreibt.
Diese Kombination macht die Entdeckung wichtig für das Verständnis der Entwicklung kompakter massearmer Doppelsternsysteme. Das System bietet einen Blick auf Materialtransfer über eine viel langsamere Zeitskala als bei einer einzelnen katastrophalen Verschmelzung.
Material trifft auf einen heißen Fleck des Sterns
Eine gemeinsam mit der Studie veröffentlichte künstlerische Darstellung zeigt, wie der Braune Zwerg auf den Roten Zwerg überströmt. Der Strom aus übertragenem Material trifft auf die Oberfläche des Roten Zwergs und erhitzt an der Einschlagstelle einen großen heißen Fleck.
Die Umlaufzeit von nur 86,65 Minuten unterstreicht, wie eng das Paar gebunden ist. In dieser Entfernung kann der Braune Zwerg Material an seinen Begleiter verlieren, ohne sofort vollständig verbraucht zu werden. Das beobachtete System gibt Wissenschaftlern daher die Möglichkeit, einen anhaltenden Austausch zwischen zwei massearmen Objekten zu untersuchen.
Der MIT-Physiker Kevin Burdge, Mitautor der Studie, sagte, die übliche Erwartung sei, dass ein Stern, der mit einem Planeten oder Braunen Zwerg wechselwirkt, das kleinere Objekt letztlich verschlingt. Dieses System zeigt stattdessen einen Stern, der sich langsam von einem Begleiter ernährt – ein Prozess, der wesentlich länger aktiv bleiben könnte als ein schnelles Verschlingungsereignis.
Warum Braune Zwerge nützliche Testfälle sind
Braune Zwerge bilden eine Zwischenkategorie. Sie sind schwerer als die meisten Planeten, erhalten aber nicht die Wasserstofffusion aufrecht, die gewöhnliche Sterne definiert. Ihre Wechselwirkungen mit kleinen Sternen können daher Entwicklungswege sichtbar machen, die durch Vergleiche ausschließlich mit Planeten oder ausschließlich mit Sternpaaren schwer zu erfassen sind.
In ZTF J0440+2325 wird der Braune Zwerg allmählich von Material entblößt, während der Rote Zwerg das übertragene Material akkretiert. Die Entdeckung bedeutet nicht, dass sich jedes enge Paar aus Rotem und Braunen Zwerg auf diese Weise entwickelt. Sie identifiziert ein beobachtetes System, dessen Eigenschaften zeigen, dass ein langlebiger Transferzustand existieren kann.
Die Entdeckung erweitert außerdem die möglichen Ergebnisse, die Astronomen bei der Modellierung enger Begleiter berücksichtigen müssen. Das endgültige Schicksal eines Begleiters muss nicht immer sofortige Zerstörung oder eine unveränderte Umlaufbahn sein. Unter den richtigen Bedingungen kann ein längeres Intervall stetigen Massentransfers möglich sein.
Ein nahes Labor für langfristige Entwicklung
Mit einer Entfernung von etwa 300 Lichtjahren liegt ZTF J0440+2325 innerhalb der Milchstraße und nahe genug, um ein wertvolles Ziel für weitere Beobachtungen zu sein. Seine ungewöhnliche Konfiguration erlaubt es Forschenden zu untersuchen, wie sich die Rate des übertragenen Materials, die Umlaufbewegung und die Einschlagsregion auf dem Roten Zwerg mit der Zeit verändern.
Die Interpretation des Teams ist zwangsläufig an die derzeit verfügbaren Messungen gebunden. Doch die Aussicht auf einen Prozess, der Hunderttausende bis Milliarden Jahre dauern könnte, macht das System besonders faszinierend. Astronomen können einen kurzen Abschnitt einer Wechselwirkung beobachten, die beide Objekte über kosmische Zeiträume hinweg prägen könnte.
Für die Öffentlichkeit ruft die stellare Verschlingung oft ein plötzliches Ende hervor. Dieses System zeigt ein anderes Bild: einen kleinen Stern und einen Braunen Zwerg, die in einer extrem engen Umlaufbahn gefangen sind, wobei ein Objekt das andere allmählich speist. Es ist ein ruhigerer Prozess als ein einmaliges kosmisches Festmahl, könnte aber lange genug andauern, um zu erhellen, wie massearme Begleiter gemeinsam existieren und sich verändern.
Dieser Artikel basiert auf einer Meldung von Science Daily. Originalartikel lesen.
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