Neue Methode zum Auffinden explodierender weißer Zwergsterne

Bildnachweis: SDSS

Forscher der University of Washington haben eine neue Methode zur Untersuchung ungewöhnlicher astronomischer Paarungen entwickelt: vorkataklysmische Variablen – ein weißer Zwerg und ein roter Zwerg, die sich eng umkreisen. Vor dieser neuen Methode wurden nur 100 dieser Objekte entdeckt, aber diese neue Methode hat weitere 400 Daten aus der Sloan Digital Sky Survey ergeben. Wenn die beiden Sterne nahe genug kommen, strömt Material vom Roten Zwerg auf den Weißen Zwerg und lagert sich auf der Oberfläche ab. Dies erwärmt den Weißen Zwerg und kann dazu führen, dass er als Supernova explodiert.

Bis vor kurzem hatten Astrophysiker, die exotische Sternensysteme untersuchten, bei denen ein weißer Zwerg und ein roter Zwerg in unmittelbarer Nähe gepaart wurden, nicht viel zu tun.

Noch vor fünf Jahren kannten Wissenschaftler weniger als 100 solcher Systeme, sogenannte vorkataklysmische Variablen. Heute sagte ein Team von Astronomen der University of Washington, dass die Zahl mit Daten aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS) auf fast 500 angewachsen ist.

Dies ist insofern von Bedeutung, als Forscher nun in der Lage sind, weiße Zwerg- und rote Zwergsterne in verschiedenen Stadien ihres Lebenszyklus zu untersuchen. So können Wissenschaftler sie vergleichen und ein Verständnis dafür entwickeln, wie sich die Systeme im Laufe von Milliarden von Jahren entwickeln und verändern. möglicherweise werden Supernovae.

"Wir hatten noch nie die Gelegenheit, eine Vielzahl dieser Systeme im Detail zu untersuchen", sagte Nicole Silvestri, Astronomieforscherin an der Universität von Washington. Mit dieser großen Stichprobe aus dem SDSS glauben Silvestri und ihre Kollegen, dass sie beginnen können, einige der langjährigen Fragen der Astronomie zu vorkataklysmischen Variablen und ihren möglichen Endprodukten, kataklysmischen Variablensystemen, zu beantworten.

Silvestri ist Hauptautor einer Posterpräsentation zu den Ergebnissen, die heute (6. Januar 2004) auf der Jahrestagung der American Astronomical Society in Atlanta vorgestellt wurden. Mitautoren des Projekts sind Suzanne Hawley und Paula Szkody vom Astronomy Department der University of Washington. Die National Science Foundation unterstützte die Forschung.

Vorkataklysmische variable Systeme paaren einen roten Zwergstern, der etwa ein Zehntel der Größe unserer Sonne beträgt, und einen dichten Rest eines Sterns, der als weißer Zwerg bezeichnet wird, in enger Umlaufbahn umeinander. Wenn die beiden Sterne nahe genug sind und sich in weniger als vier Stunden umkreisen, kann die Schwerkraft des dichteren weißen Zwergs Material vom weniger dichten roten Zwerg abziehen. Material vom Roten Zwerg bildet eine Scheibe um den Weißen Zwerg, die sich schließlich auf der Oberfläche des Weißen Zwergs ansammelt. (Variabilität bezieht sich auf die sich ändernde Lichtmenge, die von den Sternen kommt, wenn sie sich gegenseitig umkreisen).

Während der Weiße Zwerg an Masse gewinnt, treten auf der Oberfläche des Weißen Zwergs viele kleine Explosionen auf, die als katastrophale Ereignisse bezeichnet werden. Wenn die Schwerkraft des Weißen Zwergs einen kritischen Punkt erreicht, kann sie katastrophal zusammenbrechen. Dies erwärmt den Weißen Zwerg enorm und kann dazu führen, dass er als Supernova explodiert.

Bisher in den SDSS-Daten gefundene vorkataklysmische Variablen haben Umlaufzeiten zwischen vier und 12 Stunden und sind nicht nahe genug, um mit dem Materialtransfer zwischen den Sternen begonnen zu haben.

Silvestri sagte, die Entwicklung einer vorkataklysmischen Variablen zu einer kataklysmischen Variablen dauert Milliarden von Jahren, und es wäre unmöglich, nur ein System zu untersuchen, während es sich entwickelt. Mit fast 500 vorkataklysmischen Variablen, die untersucht werden müssen, „können wir mit einem Datensatz dieser Größe Schnappschüsse in der Zeit der Entwicklung des Systems machen“, sagte sie. "Auf diese Weise können die Forscher untersuchen, wie sich die Eigenschaften jedes Sterns ändern, wenn sich das Paar näher kommt, was bisher noch nie untersucht wurde."

Silvestri und ihre Kollegen sind immer noch nicht in der Lage, eine Kuriosität in der Forschung zu erklären. Tausende von isolierten weißen Zwergen wurden beobachtet und Hunderte von ihnen als magnetisch befunden. Und viele weiße Zwerge in kataklysmischen Variablen sind magnetisch. Aber keiner der in den vorkataklysmischen variablen Systemen beobachteten weißen Zwerge ist magnetisch.

"Dies macht den Ursprung magnetischer kataklysmischer Variablen (bekannt als Polare), die magnetische weiße Zwerge enthalten, äußerst mysteriös", fügte die SDSS-Forscherin Suzanne Hawley von der University of Washington hinzu.

"Das ist eine Frage, auf die wir immer noch eine Antwort finden", sagte Silvestri. "Wie bekommt man einen magnetischen weißen Zwerg in einer kataklysmischen Variablen, wenn er nicht aus einem dieser Paare stammt, das sich zu einer kataklysmischen Variablen entwickelt?" Das Team der University of Washington, James Liebert von der University of Arizona und andere bereiten ein Papier zu diesem Ergebnis für das Astronomical Journal vor.

Originalquelle: SDSS-Pressemitteilung

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