Sternkollisionen sind eine erstaunlich seltene Sache. Nach unseren besten Schätzungen treten solche Ereignisse in unserer Galaxie (innerhalb von Kugelsternhaufen) nur alle 10.000 Jahre auf. Erst vor kurzem konnten Astronomen dank ständiger Verbesserungen in Instrumentierung und Technologie solche Verschmelzungen beobachten. Bisher hat noch niemand dieses Phänomen in Aktion erlebt – aber das könnte sich bald ändern!
Laut einer Studie eines Forscherteams aus Calvin College in Grand Rapids, Michigan, einem Doppelsternsystem, das wahrscheinlich 2022 verschmelzen und explodieren wird. Dies ist ein historischer Fund, da er es Astronomen ermöglichen wird, zum ersten Mal in der Geschichte eine Sternverschmelzung und -explosion mitzuerleben. Darüber hinaus wird diese Explosion für Beobachter hier auf der Erde mit bloßem Auge sichtbar sein.
Die Ergebnisse wurden letzte Woche auf der 229. Tagung der American Astronomical Society (AAS). In einer Präsentation mit dem Titel „ Eine genaue Vorhersage einer stellaren Fusion und eines Red Nova-Ausbruchs “, teilten Professor Lawrence Molnar und sein Team Ergebnisse mit, die darauf hindeuten, wie dieses binäre Paar in etwa sechs Jahren verschmelzen wird. Dieses Ereignis, so behaupten sie, wird einen Lichtausbruch verursachen, der so hell ist, dass er zum hellsten Objekt am Nachthimmel wird.
Professor Lawrence Molnar vom Institut für Physik und Astronomie des Calvin College. Er sagt voraus, dass KIC 9832227 im Jahr 2022 kollidieren und explodieren wird. Quelle: calvin.edu
Dieses Doppelsternsystem, das als KIC 9832227 bekannt ist, ist eines, das Prof. Molnar und seine Kollegen – zu denen auch Studenten der Apache Point Observatorium und der Universität Wyoming – beobachten seit 2013. Sein Interesse am Stern wurde während einer Konferenz im Jahr 2013 geweckt, als Karen Kinemuchi (eine Astronomin des Apache Point Observatory) Erkenntnisse über Helligkeitsänderungen des Sterns vorstellte.
Dies führte zu Fragen über die Natur dieses Sternensystems – insbesondere, ob es sich um einen Pulsar oder ein binäres Paar handelte. Nachdem sie ihre eigenen Beobachtungen mit dem Calvin-Observatorium durchgeführt hatten, kamen Prof. Molnar und seine Kollegen zu dem Schluss, dass der Stern ein Kontaktdoppelstern ist – eine Klasse von Doppelsternen, bei denen die beiden Sterne nahe genug sind, um eine Atmosphäre zu teilen. Dies erinnerte an ähnliche Forschungen in der Vergangenheit über ein anderes Doppelsternsystem, das als V1309 Scorpii bekannt ist.
Dieses binäre Paar hatte auch eine gemeinsame Atmosphäre; und im Laufe der Zeit nahm ihre Umlaufzeit immer weiter ab, bis sie (im Jahr 2008) unerwartet kollidierten und explodierten. In der Annahme, dass KIC 9832227 ein ähnliches Schicksal erleiden würde, begannen sie, Tests durchzuführen, um festzustellen, ob das Sternensystem das gleiche Verhalten aufwies. Der erste Schritt bestand darin, spektroskopische Beobachtungen durchzuführen, um zu sehen, ob ihre Beobachtungen durch die Anwesenheit eines Begleitsterns erklärt werden könnten.
Als Cara Alexander, eine Studentin des Calvin College und eine der Co-Autoren des Teams Forschungsbericht , in einer Hochschule erklärt Pressemitteilung :
„Wir mussten die Möglichkeit eines dritten Sterns ausschließen. Das wäre eine langweilige, langweilige Erklärung gewesen. Ich verarbeitete Daten von zwei Teleskopen und erhielt Bilder, die eine Signatur unseres Sterns zeigten und keine Spur eines dritten Sterns. Dann wussten wir, dass wir das Richtige suchen. Es dauerte den größten Teil des Sommers, die Daten zu analysieren, aber es war so aufregend. Um Teil dieser Forschung zu sein, kenne ich keinen anderen Ort, an dem ich eine solche Gelegenheit bekommen würde; Calvin ist ein toller Ort.“
Diagramm mit den Sommerkonstellationen von Cygnus und Lyra und der Position von KIC 9832227 (dargestellt mit einem roten Kreis). Bildnachweis: calvin.edu
Der nächste Schritt bestand darin, die Umlaufzeit des Paares zu messen, um zu sehen, dass sie mit der Zeit tatsächlich kürzer wurde – was darauf hindeutet, dass sich die Sterne näher zusammenrücken. Bis 2015 stellten Prof. Molnar und sein Team fest, dass die Sterne schließlich kollidieren würden, was zu einer Art Sternexplosion namens „Red Nova“ führen würde. Ursprünglich gingen sie davon aus, dass dies zwischen 2018 und 2020 stattfinden würde, haben das Datum jedoch inzwischen auf 2022 gesetzt.
Darüber hinaus sagen sie voraus, dass der Lichtblitz, der dadurch verursacht wird, hell genug sein wird, um von der Erde aus gesehen zu werden. Der Stern wird als Teil des Sternbildes Cygnus sichtbar sein und als zusätzlicher Stern im bekannten Northern Cross-Sternmuster erscheinen (siehe oben). Dies ist ein historischer Fall, da noch kein Astronom in der Vergangenheit in der Lage war, genau vorherzusagen, wann und wo eine Sternkollision stattfinden würde.
Darüber hinaus ist diese Entdeckung von immenser Bedeutung, da sie einen Bruch mit dem traditionellen Entdeckungsprozess darstellt. Nicht nur kleine Forschungseinrichtungen und Universitäten haben in der Vergangenheit bei solchen Entdeckungen nicht die Führung übernommen, sondern auch Schüler-Lehrer-Teams waren es nicht, die sie machen durften. Als Molnar hat es erklärt :
„Die meisten großen wissenschaftlichen Projekte werden in riesigen Gruppen mit Tausenden von Menschen und Milliarden von Dollar durchgeführt. Dieses Projekt ist genau das Gegenteil. Es wurde mit einem kleinen Teleskop durchgeführt, wobei ein Professor und ein paar Studenten nach etwas suchen, das nicht wahrscheinlich ist. Niemand hat jemals zuvor eine Nova-Explosion vorhergesagt. Warum jemanden dafür bezahlen, etwas zu tun, das mit ziemlicher Sicherheit keinen Erfolg hat? Es ist ein risikoreicher Vorschlag. Aber bei Calvin ist es nur mein Risiko, und ich kann meine Arbeit an interessanten, offenen Fragen nutzen, um zusätzliche Spannung in meinen Unterricht zu bringen. Manche Projekte haben noch einen Vorteil, wenn man nicht so viel Zeit oder Geld hat.“
Das Modell, das Prof. Molnar und sein Team aus dem Doppelsternsystem KIC 9832227 konstruierten, das ein Kontaktbinärsystem ist (d. h. zwei Sterne, die sich berühren). Bildnachweis: calvin.edu.
Im Laufe des nächsten Jahres werden Molnar und seine Kollegen KIC 9832227 sorgfältig und in mehreren Wellenlängen überwachen. Dies geschieht mit Hilfe der NROA Sehr großes Array (VLA), NASAs Infrarot-Teleskopanlage auf dem Mauna Kea und den ESAs XMM-NewtonRaumfahrzeug . Diese Observatorien werden die Radio-, Infrarot- bzw. Röntgenstrahlung des Sterns untersuchen.
Molnar erwartet auch, dass Amateurastronomen in der Lage sein werden, das Orbitaltiming und die Helligkeitsschwankungen des Paares zu überwachen. Und wenn die Vorhersagen von ihm und seinem Team stimmen, wird jeder Schüler und jeder Sterngucker auf der Nordhalbkugel – ganz zu schweigen von denen, die nur zufällig spazieren gehen – in die erstaunliche Lichtshow eingeweiht. Dies wird mit Sicherheit ein einmaliges Ereignis, also bleiben Sie dran, um weitere Informationen zu erhalten!
Interessanterweise ist dieser historische Fund auch Gegenstand eines Dokumentarfilms. Mit dem Titel „ Leuchtend “ dokumentiert der Dokumentarfilm – bei dem Sam Smartt, ein Calvin-Professor für Kommunikationswissenschaften und -wissenschaften – Regie führt, den Prozess, der Prof. Molnar und sein Team zu dieser beispiellosen Entdeckung führte. Der Dokumentarfilm wird auch Filmmaterial der Red Nova enthalten, wie es im Jahr 2022 passiert, und wird voraussichtlich irgendwann im Jahr 2023 veröffentlicht.
Sehen Sie sich den Trailer unten an:
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