Künstlerisches Konzept, das eine Staubscheibe um ein binäres System zeigt, das einen Weißen Zwerg und einen weniger massiven M (roten) Zwerg als Begleiter enthält. (P. Marenfeld und NOAO/AURA/NSF)
Obwohl die NASA-Raumsonde Wide Field Infrared Survey Explorer – auch bekannt als WEISE – ging im Oktober 2010 das Kühlmittel aus und beendete damit seine Infrarot-Durchmusterungsmission das Universum.
Kürzlich haben Astronomen, die WISE-Daten verwenden, Beweise für eine besonders merkwürdige Scheibe aus Staub und Gas gefunden, die ein Paar Sterne umgibt – einer ein schwacher roter Zwerg und der andere die Überreste eines toten sonnengroßen Sterns – ein weißer Zwerg. Der Ursprung des Gases ist ein Rätsel, da es nach Standardmodellen der Sternentwicklung nicht dort sein sollte ... aber da ist es.
Das Binärsystem (mit dem leicht zu merkenden Namen SDSS J0303+0054) besteht aus a weißer Zwerg und ein roter Zwerg getrennt durch eine Entfernung, die nur geringfügig größer ist als der Radius der Sonne – etwa 700.000 km –, was für zwei ganze Sterne unglaublich nah ist. Auch die Sterne umkreisen einander schnell: einmal alle 3 Stunden.
Die Sterne sind so nah, dass das System als 'Post-Common Envelope'-Binärsystem bezeichnet wird, weil sich das äußere Material eines Sterns an einem Punkt weit genug ausgedehnt hat, um den anderen kurzzeitig vollständig in einer sogenannten 'common Envelope' zu umhüllen. Diese Materialhülle brachte die Sterne noch näher zusammen, transferierte stellares Material zwischen ihnen und beschleunigte letztendlich den Tod des Weißen Zwergs.
Das System wurde erstmals während der Sloan Digital Sky Survey (daher das SDSS-Präfix) und wurde mit den Infrarotfähigkeiten von WISE während einer Suche nach Staubscheiben oder Braunen Zwergen, die Weiße Zwergsterne umkreisen, beobachtet. Um sowohl einen roten (M) Zwergstern zu finden, der die 40- bis 50-fache Masse des Jupiter beträgtundeine Staubscheibe, die den Weißen Zwerg in diesem System umkreiste, war unerwartet – tatsächlich ist es das einzige bekannte Beispiel für ein solches System.
Die gesamte Staubmasse (bezeichnet als anInfrarotüberschuss) wird als „entspricht der Masse eines Asteroiden mit einem Radius von einigen zehn Kilometern“ geschätzt und erstreckt sich über etwa die gleiche Entfernung wie die Umlaufbahn der Venus – etwas mehr als 108 Millionen Kilometer oder 0,8 AE.
Warum ist der Staub so ungewöhnlich? Denn im Grunde sollte es nicht einmalSeindort. In dieser Entfernung vom Weißen Zwerg, die sich gerade außerhalb der Reichweite (aber nicht sehr weit entfernt) befand, hätte sich alles, was sich in dieser Zone befand, als der ursprüngliche sonnengroße Stern in seine rote Riesenphase anschwoll, nach innen drehen und verschluckt werden sollen die expandierende Sternenatmosphäre.
Dies ist das Schicksal, das wahrscheinlich die inneren Planeten unseres eigenen Sonnensystems – einschließlich der Erde – erwartet, wenn die Sonne die letzten Phasen ihres stellaren Lebens erreicht.
Dies erfordert also, dass es andere Staubquellen gibt. Laut dem WISE-Wissenschaftsupdate „Eine Möglichkeit besteht darin, dass es durch mehrere Asteroiden verursacht wird, die weiter weg kreisen und irgendwie in der Nähe des Binärsystems gestört werden und miteinander kollidieren. [Eine andere] ist, dass der Rote Zwerg-Begleiter eine große Menge Gas in einem Sternwind freisetzt, der durch die Anziehungskraft seines massereicheren weißen Zwerg-Begleiters gefangen wird. Das Gas kondensiert dann und bildet die beobachtete Staubscheibe.
„In jedem Fall bietet diese neue Entdeckung ein interessantes Labor für das Studium der Doppelsternentwicklung.“
Siehe das Papier des Teams Hier , und lesen Sie mehr über Berkeleys WISE-Missionsseite hier.
WISE startete am 14. Dezember 2009 ins All, um den gesamten Himmel in Infrarotlicht mit stark verbesserter Empfindlichkeit und Auflösung gegenüber seinen Vorgängern abzubilden. Von seiner polaren Umlaufbahn in 525 km Höhe scannte es den Himmel und sammelte Bilder, die bei vier Infrarotwellenlängen des Lichts aufgenommen wurden. WISE hat im Laufe seiner Mission mehr als 2,7 Millionen Bilder aufgenommen und Objekte von weit entfernten Galaxien bis hin zu Asteroiden in relativer Nähe der Erde erfasst, bevor der Vorrat an Kühlmittel erschöpft ist, der erforderlich ist, um seine eigene Wärme von seinen ultraempfindlichen Sensoren abzudecken.
Einschub: Infrarotbilder von SDSS J0303+0054. (NASA/JPL und John H. Debes et al.)