Im 17. Jahrhundert wurden Astronomen Zeugen vieler stellarer Ereignisse, die bewiesen, dass der Sternenhimmel nicht „fest und ewig“ war. Dazu gehörten Sterne, deren Helligkeit sich im Laufe der Zeit änderte – aka. 'variable Sterne.' Bis zum 20. Jahrhundert wurden viele veränderliche Sterne katalogisiert und Astronomen haben auch Unterklassen von ihnen erkannt – insbesondere Sterne, die anschwellen und schrumpfen, bekannt als pulsierende Variablen.
In allen Fällen zeigten diese veränderlichen Sterne rhythmische Pulsationen, die von allen Seiten sichtbar waren. Aber a jüngste Entdeckung von einem internationalen Team hat bestätigt, dass es veränderliche Sterne gibt, die nur von einer Seite pulsieren können. Dieser pulsierende Stern, Teil eines Systems namens HD 74423, befindet sich etwa 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist der erste seiner Art, der gefunden wurde.
Die Entdeckung wurde von einem Team unter der Leitung von Astronomen der Nicolaus Copernicus Astronomical Center (CAMK) in Warschau, Polen, und schlossen Mitglieder aus der MIT Kavli Institut für Astrophysik und Weltraumforschung (MKI), die Kanarisches Institut für Astrophysik , das Sydney Institute for Astronomy (SIfA) und mehrere Universitäten. Die Studie, die ihre Ergebnisse beschreibt, ist kürzlich in der Zeitschrift erschienen Naturastronomie .
Künstlerische Darstellung des Doppelsterns OGLE-LMC-CEP0227 im LMC, wobei der kleinere Begleiter eine pulsierende Cepheiden-Variable ist. Bildnachweis: ESO/L. Straße
Seit Jahrzehnten theoretisieren Astronomen die Existenz pulsierender Sterne, deren Schwingungen nur von einer Seite sichtbar sind. Aber es war erst vor kurzem dank Citizen Scientists, die Daten von der Exoplanetenjagd der NASA untersuchten Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), dass ein Kandidat gefunden wurde.
Kurz darauf kontaktierten die Citizen Scientists Prof. Saul Rappaport, einen Forscher am MIT Kavli Institute und Ansprechpartner der TESS-Forschung. Es dauerte nicht lange, bis er von einem internationalen Team von Astronomen unterstützt wurde, die ebenfalls damit beschäftigt waren, diesen Stern zu untersuchen, der sich als Teil eines Doppelsternsystems herausstellte.
Dieses als HD 74423 bekannte und 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernte System besteht aus einem Weißen Zwerg, der ungefähr das 1,7-fache der Sonnenmasse hat, und einem Roten Zwerg vom Typ M. Diese beiden Sterne umkreisen einander mit einer Periode von nur 1,6 Tagen, was es leicht machte, sie bei ihren Transiten zu erkennen (wo sie relativ zum Beobachter voreinander vorbeigingen).
Prof. Gerald Handler, Forscher am Nicolaus Copernicus Astronomical Center, war der Hauptautor des Papiers. Wie er in einem kürzlich erschienenen CAMK-PAN . erklärte Pressemitteilung , „Die hervorragenden Daten des TESS-Satelliten bedeuteten, dass wir Helligkeitsschwankungen sowohl aufgrund der Gravitationsverzerrung des Sterns als auch aufgrund der Pulsationen beobachten konnten.“
Künstlerische Darstellung des verfinsternden, pulsierenden Doppelsterns J0247-25. Bildnachweis: Keele University
Zu ihrer Überraschung stellte das Team fest, dass die Stärke der Pulsationen vom Beobachtungswinkel des Sterns sowie von der entsprechenden Ausrichtung seines roten Zwergsternbegleiters abhängt. Am Ende traten alle vom Team beobachteten winzigen Helligkeitsschwankungen nur dann auf, wenn dieselbe Hemisphäre des Sterns auf sie gerichtet war.
So konnten die Astronomen mit Sicherheit schlussfolgern, dass die Pulsationen nur auf einer Seite dieses Sterns stattfanden. Sie stellten fest, dass auch die Stärke dieser Pulsationen mit einer Periode von fast zwei Tagen variierte, was der Umlaufzeit der Sterne entsprach. Daraus leitete das Team die Theorie ab, dass die enge Umlaufbahn dieses binären Paares dazu führt, dass sie eine beträchtliche Anziehungskraft aufeinander ausüben.
Dieser Effekt würde die Oberflächen beider Sterne stören und dazu führen, dass sie verlängert und tropfenförmig werden, was auch dazu führt, dass die elektromagnetischen Impulse des Sterns auf eine Seite gebündelt werden. Als Paulina Sowicka, Ph.D. Student der CAMK PAN und Co-Autor der Studie, genannt :
„Wenn sich die Doppelsterne gegenseitig umkreisen, sehen wir verschiedene Teile des pulsierenden Sterns. Manchmal sehen wir die Seite, die auf den Begleitstern zeigt, und manchmal sehen wir die äußere Seite.“
Bereits in den 1940er Jahren haben Astronomen vorhergesagt, dass es eine Klasse von Sternen geben könnte, bei denen Pulsationen von einem engen Begleiter beeinflusst werden. Auch die Idee, dass Gezeitenkräfte die Pulsationsachse eines Sterns bewegen können, wird seit über 30 Jahren von Astronomen theoretisiert. Dank dieser Studie und all denen, die sie ermöglicht haben, gibt es endlich einen (bislang fehlenden) Beobachtungsbeweis für diese Phänomene.
Professor Don Kurtz, Forscher an der University of Central Lancashire (UK) und Co-Autor der Studie, war von dem Fund sehr begeistert, nach dem er den größten Teil seiner Karriere gesucht hat. „Wir wissen theoretisch schon seit den 1980er Jahren, dass es solche Sterne geben sollte“, sagte er. 'Ich habe fast 40 Jahre nach einem solchen Star gesucht und jetzt haben wir endlich einen gefunden.'
Spannend ist auch, dass es sich bei dieser Entdeckung nicht um die letzte ihrer Art handeln dürfte. Tatsächlich fügte Prof. Rappaport sicher hinzu: „Abgesehen von seinen Pulsationen scheint dieses System nichts Besonderes zu sein, daher erwarten wir, dass in den TESS-Daten noch viele weitere versteckt sind!“
Nicht zuletzt ist dieser Fund spannend, weil er eine hochmoderne Wissenschaftsmission, Citizen Scientists und professionelle Forscher zusammengebracht hat, um eine bedeutende Entdeckung zu machen. Es ist ein Zeugnis des gegenwärtigen Zeitalters der Astronomie und Weltraumforschung, das wie eh und je von der gemeinsamen Nutzung von Daten und der Beteiligung der Öffentlichkeit profitiert.
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